JP2021038346A - Ceramic composite - Google Patents

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古滝 敏郎
Toshiro Furutaki
敏郎 古滝
文弥 堀越
Fumiya Horikoshi
文弥 堀越
鈴木 正幸
Masayuki Suzuki
正幸 鈴木
柴田 大輔
Daisuke Shibata
大輔 柴田
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Abstract

To provide a ceramic composite capable of uniformly scattering primary light and wavelength-converted secondary light to improve wavelength conversion efficiency.SOLUTION: This ceramic composite has, as a lamellar structure, at least two oxide phases of a Y3Al5O12 phase and an Al2O3 phase, has an average value of lamellar spacing in the Y3Al5O12 phase of 0.5-20 μm, and contains 10-500 ppm of MgO. Furthermore, the Y3Al5O12 phase is activated by Ce, and the Ce content is 0.01-5.0 mol%.SELECTED DRAWING: Figure 9

Description

本発明は、セラミック複合体に関し、特にYAl12相およびAl相の2つの酸化物相をラメラ構造として有するセラミック複合体に関する。 The present invention relates to a ceramic composite, and more particularly to a ceramic composite having two oxide phases, a Y 3 Al 5 O 12 phase and an Al 2 O 3 phase, as a lamellar structure.

現在、光源として青色光を発光する発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)や半導体レーザを用い、青色光の一部を波長変換部材で黄色光に波長変換して、青色光と黄色光の混色により白色光を照射する照明装置が普及している。このような照明装置では、波長変換部材にYAG(YAl12)系の蛍光体材料を用い、樹脂やガラスに蛍光体粉末を含有させるものが提案されている。 Currently, a light emitting diode (LED: Light Emitting Diode) or a semiconductor laser that emits blue light is used as a light source, and a part of the blue light is wavelength-converted to yellow light by a wavelength conversion member, and a mixture of blue light and yellow light is used. Lighting devices that irradiate white light are widespread. Such an illumination device, using a YAG (Y 3 Al 5 O 12 ) based phosphor material of the wavelength conversion member, which is containing a phosphor powder in a resin or glass is proposed.

また、特許文献1,2には、YAl12相およびAl相が共晶として連続的に三次元的に相互に絡み合ったラメラ構造を有するセラミック複合体が提案されている。このような特許文献1,2に記載されたセラミック複合体では、YAl12相で青色光を黄色光に波長変換するとともに、YAl12相とAl相の界面で青色光と黄色光が散乱されて混色で白色を得ることができる。 Further, Patent Documents 1 and 2 propose a ceramic composite having a lamellar structure in which the Y 3 Al 5 O 12 phase and the Al 2 O 3 phase are continuously three-dimensionally entangled with each other as eutectics. .. In such a ceramic composite described in Patent Documents 1 and 2, as well as wavelength conversion of blue light into yellow light in the Y 3 Al 5 O 12 phase, of Y 3 Al 5 O 12 phase and the Al 2 O 3 phase Blue light and yellow light are scattered at the interface, and white can be obtained by mixing colors.

特許第4609319号公報Japanese Patent No. 4609319 特許第5246376号公報Japanese Patent No. 5246376

しかし特許文献1,2では、一方向凝固法としてブリッジマン法を用いてセラミック複合体が製造されており、坩堝の移動速度を1〜20mm/時間としているため、YAl12相およびAl相の微細化に限界があった。またブリッジマン法では固液界面の乱れから生じるコロニー構造ができてしまう。そのため、特許文献1,2に記載されたセラミック複合体では、一次光である青色光と波長変換された黄色光の発光にむらがあり、混色を十分に行って均一な白色光とすることが困難であった。特に、セラミック複合体が薄い場合には、コロニー構造によるYAl12相のむらにより、波長変換にむらがあり、均一な白色光を得ることが困難であった。 However, in Patent Documents 1 and 2, are manufactured ceramic composites using a Bridgman method as unidirectional solidification method, since the moving speed of the crucible and 1 to 20 mm / Time, Y 3 Al 5 O 12 phase and There was a limit to the miniaturization of the Al 2 O 3 phase. Moreover, in the Bridgman method, a colony structure is formed due to the disorder of the solid-liquid interface. Therefore, in the ceramic composites described in Patent Documents 1 and 2, the emission of blue light, which is the primary light, and yellow light, which has been wavelength-converted, is uneven, and the colors may be sufficiently mixed to obtain uniform white light. It was difficult. In particular, when the ceramic composite is thin, the unevenness of Y 3 Al 5 O 12 phase by colony structure, there is unevenness in the wavelength conversion, it is difficult to obtain a uniform white light.

そこで本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであり、一次光と波長変換された二次光を均一に散乱して、波長変換効率を向上させることが可能なセラミック複合体を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and provides a ceramic composite capable of uniformly scattering primary light and wavelength-converted secondary light to improve wavelength conversion efficiency. The purpose is to do.

上記課題を解決するために、本発明のセラミック複合体は、少なくともYAl12相およびAl相の2つの酸化物相をラメラ構造として有し、前記YAl12相におけるラメラ間隔の平均値が0.5μm以上20μm以下であり、MgOが10ppm以上500ppm以下含有されていることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the ceramic composite of the present invention has at least two oxide phases of Y 3 Al 5 O 12 phase and Al 2 O 3 phase as a lamellar structure, and the Y 3 Al 5 O 12 phase is described above. The average value of the lamellar intervals in the phase is 0.5 μm or more and 20 μm or less, and MgO is contained in an amount of 10 ppm or more and 500 ppm or less.

このような本発明のセラミック複合体では、前記YAl12相におけるラメラ間隔の平均値が0.5μm以上20μm以下であり、MgOが10ppm以上500ppm以下含有されているため、一次光と二次光を均一に散乱して、波長変換効率を向上させることが可能となる。 In such a ceramic composite of the present invention, the average value of the lamella spacing in the Y 3 Al 5 O 12 phase is 0.5 μm or more and 20 μm or less, and MgO is contained in an amount of 10 ppm or more and 500 ppm or less. It is possible to uniformly scatter the secondary light and improve the wavelength conversion efficiency.

また、本発明の一態様では、前記YAl12相がCeで付活されている。 In one embodiment of the present invention, the Y 3 Al 5 O 12 phase is activated with Ce.

また、本発明の一態様では、前記Ceの含有量が、0.01mol%以上5.0mol%以下である。 Further, in one aspect of the present invention, the content of Ce is 0.01 mol% or more and 5.0 mol% or less.

また、本発明の一態様では、厚みが0.5mm以上2.0mm以下である。 Further, in one aspect of the present invention, the thickness is 0.5 mm or more and 2.0 mm or less.

また、本発明の一態様では、前記セラミック複合体の平面方向の形状は、幅が0.5mm以上300mm以下で長さが10mm以上1000mm以下の方形状、または直径が0.5mm以上2mm以下の形状である。 Further, in one aspect of the present invention, the shape of the ceramic composite in the plane direction is a square shape having a width of 0.5 mm or more and 300 mm or less and a length of 10 mm or more and 1000 mm or less, or a diameter of 0.5 mm or more and 2 mm or less. The shape.

本発明では、一次光と波長変換された二次光を均一に散乱して、波長変換効率を向上させることが可能なセラミック複合体を提供することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can provide a ceramic composite capable of uniformly scattering primary light and wavelength-converted secondary light to improve wavelength conversion efficiency.

EFG法によるセラミック複合体の製造装置を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the manufacturing apparatus of the ceramic composite by the EFG method. (a)本発明の実施形態に係るダイの一例を模式的に示す平面図である。(b)同図(a)の正面図である。(c)同図(a)の側面図である。(A) It is a top view which shows typically an example of the die which concerns on embodiment of this invention. (B) It is a front view of the figure (a). (C) It is a side view of the figure (a). (a)本発明の実施形態に係る種結晶の一例を示す説明図である。(b)本発明の実施形態に係る種結晶の他の例を示す説明図である。(c)本発明の実施形態に係る種結晶の更に他の例を示す説明図である。(A) It is explanatory drawing which shows an example of the seed crystal which concerns on embodiment of this invention. (B) It is explanatory drawing which shows the other example of the seed crystal which concerns on embodiment of this invention. (C) It is explanatory drawing which shows still another example of the seed crystal which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態における種結晶と仕切り板との位置関係を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically the positional relationship between a seed crystal and a partition plate in embodiment of this invention. (a)本発明の実施形態における種結晶と仕切り板との位置関係を模式的に示す正面図である。(b)本発明の実施形態における、種結晶の一部を溶融する様子を示す正面図である。(A) It is a front view which shows typically the positional relationship between a seed crystal and a partition plate in embodiment of this invention. (B) It is a front view which shows the state of melting a part of a seed crystal in embodiment of this invention. (a)本発明の実施形態に係る種結晶において、下辺が櫛歯形状の種結晶を示す説明図である。(b)本発明の実施形態に係る種結晶において、下辺が鋸形形状の種結晶を示す説明図である。(A) In the seed crystal according to the embodiment of the present invention, it is explanatory drawing which shows the seed crystal which the lower side has a comb tooth shape. (B) In the seed crystal according to the embodiment of the present invention, it is explanatory drawing which shows the seed crystal which the lower side has a saw-shaped shape. 本発明の実施形態に係るセラミック複合体のスプレディング工程を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically the spreading process of the ceramic composite which concerns on embodiment of this invention. EFG法により得られる、本発明の実施形態に係る複数のセラミック複合体を部分的に示す斜視図である。FIG. 5 is a perspective view partially showing a plurality of ceramic composites according to an embodiment of the present invention obtained by the EFG method. EFG法によって得られたセラミック複合体2の表面を示す顕微鏡写真である。It is a micrograph which shows the surface of the ceramic composite 2 obtained by the EFG method. EFG法での引き上げ速度を変化させた際のラメラ構造を示す顕微鏡写真であり、小さい速度で引き上げた場合を示している。It is a micrograph showing the lamellar structure when the pulling speed by the EFG method is changed, and shows the case of pulling at a small speed. EFG法での引き上げ速度を変化させた際のラメラ構造を示す顕微鏡写真であり、中程度の速度で引き上げた場合を示している。It is a micrograph showing the lamellar structure when the pulling speed by the EFG method is changed, and shows the case of pulling at a medium speed. EFG法での引き上げ速度を変化させた際のラメラ構造を示す顕微鏡写真であり、大きい速度で引き上げた場合を示している。It is a micrograph showing the lamellar structure when the pulling speed by the EFG method is changed, and shows the case of pulling at a large speed. EFG法によるセラミック複合体の成長工程の別形態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows another form of the growth process of the ceramic composite by the EFG method.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付すものとし、適宜重複した説明は省略する。図1から図8は、本発明の実施形態に係る複数のセラミック複合体及びその製造方法について説明する図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The same or equivalent components, members, and processes shown in the drawings shall be designated by the same reference numerals, and redundant description thereof will be omitted as appropriate. 1 to 8 are views for explaining a plurality of ceramic composites according to an embodiment of the present invention and a method for producing the same.

図1に示すように、セラミック複合体の製造装置1は、セラミック複合体2を育成する育成容器3と、育成したセラミック複合体2を引き上げる引き上げ容器4とから構成され、EFG(Edge−defined Film−fed. Growth)法によりセラミック複合体2を育成成長する。 As shown in FIG. 1, the ceramic composite manufacturing apparatus 1 is composed of a growing container 3 for growing the ceramic composite 2 and a pulling container 4 for pulling up the grown ceramic composite 2, and is composed of an EFG (Edge-defined Film). -Fed. Growt) method is used to grow and grow the ceramic composite 2.

育成容器3は、坩堝5、坩堝駆動部6、ヒータ7、電極8、ダイ9、及び断熱材10を備える。坩堝5はモリブデン製またはタングステン製であり、原料を溶融する。坩堝駆動部6は、坩堝5をその鉛直方向を軸として回転させる。ヒータ7は坩堝5を加熱する。また、電極8はヒータ7を通電する。ダイ9は坩堝5内に設置され、セラミック複合体2を引き上げる際の原料融液(以下、必要に応じて単に「融液」と表記)21の液面形状を決定する。また断熱材10は、坩堝5とヒータ7とダイ9を取り囲んでいる。 The growing container 3 includes a crucible 5, a crucible drive unit 6, a heater 7, an electrode 8, a die 9, and a heat insulating material 10. The crucible 5 is made of molybdenum or tungsten and melts the raw material. The crucible drive unit 6 rotates the crucible 5 about its vertical direction. The heater 7 heats the crucible 5. Further, the electrode 8 energizes the heater 7. The die 9 is installed in the crucible 5 and determines the liquid level shape of the raw material melt (hereinafter, simply referred to as “melt” if necessary) 21 when pulling up the ceramic composite 2. The heat insulating material 10 surrounds the crucible 5, the heater 7, and the die 9.

更に育成容器3は、雰囲気ガス導入口11と排気口12を備える。雰囲気ガス導入口11は、雰囲気ガスとして例えばアルゴンガスを育成容器3内に導入するための導入口であり、坩堝5やヒータ7、及びダイ9の酸化消耗を防止する。一方、排気口12は育成容器3内を排気するために備えられる。 Further, the growing container 3 includes an atmospheric gas introduction port 11 and an exhaust port 12. The atmosphere gas introduction port 11 is an introduction port for introducing, for example, argon gas as an atmosphere gas into the growing container 3, and prevents oxidative consumption of the crucible 5, the heater 7, and the die 9. On the other hand, the exhaust port 12 is provided for exhausting the inside of the growing container 3.

引き上げ容器4は、シャフト13、シャフト駆動部14、ゲートバルブ15、及び基板出入口16を備え、種結晶17から育成成長した複数の平板形状のセラミック複合体2を引き上げる。シャフト13は種結晶17を保持する。またシャフト駆動部14は、シャフト13を坩堝5に向けて昇降させると共に、その昇降方向を軸としてシャフト13を回転させる。ゲートバルブ15は育成容器3と引き上げ容器4とを仕切る。また基板出入口16は、種結晶17を出し入れする。 The pull-up container 4 includes a shaft 13, a shaft drive unit 14, a gate valve 15, and a substrate entrance / exit 16, and pulls up a plurality of flat plate-shaped ceramic composites 2 grown and grown from the seed crystal 17. The shaft 13 holds the seed crystal 17. Further, the shaft drive unit 14 raises and lowers the shaft 13 toward the crucible 5, and rotates the shaft 13 about the raising and lowering direction. The gate valve 15 separates the growing container 3 and the pulling container 4. Further, the substrate entrance / exit 16 takes in and out the seed crystal 17.

なお製造装置1は図示されない制御部も有しており、この制御部により坩堝駆動部6及びシャフト駆動部14の回転を制御する。 The manufacturing apparatus 1 also has a control unit (not shown), which controls the rotation of the crucible drive unit 6 and the shaft drive unit 14.

次に、ダイ9について説明する。ダイ9はモリブデン製であり、図2に示すように多数の仕切り板18を有する。図2ではダイの一例として、仕切り板18が30枚であり、ダイ9が15個形成されている場合を示している。仕切り板18は同一の平板形状を有し、微小間隙(スリット)19を形成するように互いに平行に配置されて、1つのダイ9を形成している。スリット19は、ダイ9のほぼ全幅に亘って設けられる。また複数のダイ9は同一形状を有すると共に、その長手方向が互いに平行となるように所定の間隔で並列に配置されているため、複数のスリット19が設けられることとなる。各仕切り板18の上部は斜面30が形成されており、互いの斜面30が向かい合わせで配置されることで、鋭角の開口部20が形成されている。またスリット19は融液21を毛細管現象によって、各ダイ9の下端から開口部20に上昇させる役割を有している。 Next, the die 9 will be described. The die 9 is made of molybdenum and has a large number of partition plates 18 as shown in FIG. FIG. 2 shows a case where 30 partition plates 18 are formed and 15 dies 9 are formed as an example of dies. The partition plates 18 have the same flat plate shape and are arranged in parallel with each other so as to form a minute gap (slit) 19 to form one die 9. The slit 19 is provided over substantially the entire width of the die 9. Further, since the plurality of dies 9 have the same shape and are arranged in parallel at predetermined intervals so that their longitudinal directions are parallel to each other, a plurality of slits 19 are provided. A slope 30 is formed on the upper portion of each partition plate 18, and an acute-angled opening 20 is formed by arranging the slopes 30 facing each other. Further, the slit 19 has a role of raising the melt 21 from the lower end of each die 9 to the opening 20 by a capillary phenomenon.

坩堝5内に投入される原料は、坩堝5の温度上昇に基づいて溶融(原料メルト)し、融液21となる。この融液21の一部は、ダイ9のスリット19に浸入し、前記のように毛細管現象に基づいてスリット19内を上昇し開口部20から露出して、開口部20で原料融液溜まり22が形成される(図5(a)参照)。EFG法では、原料融液溜まり(以下、必要に応じて「融液溜まり」と表記)22で形成される融液面の形状に従って、セラミック複合体2が成長する。図2に示したダイ9では、融液面の形状は細長い長方形となるので、平板形状のセラミック複合体2が製造される。 The raw material charged into the crucible 5 melts (raw material melt) based on the temperature rise of the crucible 5 to become the melt 21. A part of the melt 21 penetrates into the slit 19 of the die 9, rises in the slit 19 based on the capillary phenomenon as described above, is exposed from the opening 20, and the raw material melt pool 22 is exposed at the opening 20. Is formed (see FIG. 5 (a)). In the EFG method, the ceramic composite 2 grows according to the shape of the melt surface formed by the raw material melt pool (hereinafter, referred to as “melt pool” if necessary) 22. In the die 9 shown in FIG. 2, since the shape of the melt surface is an elongated rectangle, a flat plate-shaped ceramic composite 2 is manufactured.

次に、種結晶17について説明する。図1、図4、及び図5に示すように本実施形態では、種結晶17として平板形状のセラミック複合体製の基板を用いる。更に、種結晶17の平面方向とダイ9の長手方向は、互いに90°の角度で以て直交となるように、種結晶17が配置される。また、種結晶17とセラミック複合体2も90°の角度で以て直交するので、図1ではセラミック複合体2の側面を示している。 Next, the seed crystal 17 will be described. As shown in FIGS. 1, 4, and 5, in the present embodiment, a flat plate-shaped ceramic composite substrate is used as the seed crystal 17. Further, the seed crystal 17 is arranged so that the plane direction of the seed crystal 17 and the longitudinal direction of the die 9 are orthogonal to each other at an angle of 90 °. Further, since the seed crystal 17 and the ceramic composite 2 are also orthogonal to each other at an angle of 90 °, the side surface of the ceramic composite 2 is shown in FIG.

種結晶17は、シャフト13の下部の基板保持具(図示せず)との接触面積が大きいと、熱膨張率の差による応力のため変形し、場合によっては破損してしまう。反対に熱膨張率の差により種結晶17の固定が緩む場合もある。従って、種結晶17と基板保持具との接触面積は小さい方が好ましい。また、種結晶17は基板保持具に確実に固定できる基板形状の必要がある。 If the contact area of the lower part of the shaft 13 with the substrate holder (not shown) is large, the seed crystal 17 is deformed due to stress due to the difference in the coefficient of thermal expansion, and is damaged in some cases. On the contrary, the seed crystal 17 may be loosened due to the difference in the coefficient of thermal expansion. Therefore, it is preferable that the contact area between the seed crystal 17 and the substrate holder is small. Further, the seed crystal 17 needs to have a substrate shape that can be securely fixed to the substrate holder.

図3は種結晶17の基板形状の一例を示した図である。このうち、同図(a)及び(b)は、種結晶17の上部に切り欠き部23を設けたものである。この切り欠き部23を利用して、例えば2カ所の切り欠き部23の下側からU字形の基板保持具を差し込んで、接触面積を小さくしつつ確実に種結晶17を保持することが可能となる。 FIG. 3 is a diagram showing an example of the substrate shape of the seed crystal 17. Of these, FIGS. (A) and (B) show a notch 23 provided in the upper part of the seed crystal 17. Using this notch 23, for example, a U-shaped substrate holder can be inserted from the lower side of two notches 23 to reliably hold the seed crystal 17 while reducing the contact area. Become.

また、図3(c)に示したように、種結晶17内側に切り欠き穴24を設けても良い。この切り欠き穴24を利用して、例えば2カ所の切り欠き穴24に係止爪を差し込んで、基板保持具と種結晶17との接触面積を小さくしつつ、確実に種結晶17を保持することが可能となる。 Further, as shown in FIG. 3C, a notch hole 24 may be provided inside the seed crystal 17. Using the notch holes 24, for example, locking claws are inserted into two notch holes 24 to securely hold the seed crystal 17 while reducing the contact area between the substrate holder and the seed crystal 17. It becomes possible.

次に、前記製造装置1を使用したセラミック複合体2の製造方法を説明する。最初にセラミック複合体の原料である、造粒された原料粉末(一例として酸化アルミニウムを64.71重量%、酸化イットリウムを35.02重量%、酸化マグネシウムを0.003重量%、酸化セリウム0.27重量%含んだ粉末)をダイ9が収納された坩堝5に所定量投入して充填する。原料粉末には、製造しようとするセラミック複合体の純度又は組成に応じて、上記以外の化合物や元素が含まれていてもよい。 Next, a method of manufacturing the ceramic composite 2 using the manufacturing apparatus 1 will be described. First, granulated raw material powder (for example, aluminum oxide 64.71% by weight, yttrium oxide 35.02% by weight, magnesium oxide 0.003% by weight, cerium oxide 0. (Powder containing 27% by weight) is charged into the crucible 5 containing the die 9 in a predetermined amount and filled. The raw material powder may contain compounds and elements other than the above, depending on the purity or composition of the ceramic composite to be produced.

続いて、坩堝5やヒータ7若しくはダイ9を酸化消耗させないために、育成容器3内をアルゴンガスで置換し、酸素濃度を所定値以下とする。 Subsequently, in order not to oxidatively consume the crucible 5, the heater 7, or the die 9, the inside of the growing container 3 is replaced with argon gas to bring the oxygen concentration to a predetermined value or less.

次に、ヒータ7で加熱して坩堝5を所定の温度とし、原料粉末を溶融する。酸化アルミニウムの融点は2050℃?2072℃程度なので、坩堝5の加熱温度はその融点以上の温度(例えば2100℃)に設定する。加熱後しばらくすると原料粉末が溶融して、原料の融液21が用意される。更に融液21の一部はダイ9のスリット19を毛細管現象により上昇してダイ9の表面に達し、スリット19上部に融液溜まり22が形成される。 Next, the crucible 5 is heated to a predetermined temperature by heating with the heater 7, and the raw material powder is melted. Since the melting point of aluminum oxide is about 2050 ° C. to 2072 ° C., the heating temperature of the crucible 5 is set to a temperature equal to or higher than the melting point (for example, 2100 ° C.). After a while after heating, the raw material powder melts and the raw material melt 21 is prepared. Further, a part of the melt 21 rises through the slit 19 of the die 9 due to the capillary phenomenon and reaches the surface of the die 9, and a melt pool 22 is formed on the upper portion of the slit 19.

次に図4及び図5に示すように、スリット19上部の融液溜まり22の長手方向に対して垂直な角度に種結晶17を保持しつつ降下させ、種結晶17を融液溜まり22の融液面に接触させる。なお、種結晶17は、予め基板出入口16から引き上げ容器4内に導入しておく。図4ではスリット19や開口部20の見易さを優先するため、融液21と融液溜まり22の図示を省略している。 Next, as shown in FIGS. 4 and 5, the seed crystal 17 is lowered while being held at an angle perpendicular to the longitudinal direction of the melt pool 22 at the upper part of the slit 19, and the seed crystal 17 is melted in the melt pool 22. Contact the liquid surface. The seed crystal 17 is introduced into the pull-up container 4 from the substrate entrance / exit 16 in advance. In FIG. 4, in order to give priority to the visibility of the slit 19 and the opening 20, the melt 21 and the melt pool 22 are not shown.

図4は、種結晶17と仕切り板18との位置関係を示した図である。前記の通り、種結晶17の平面方向を仕切り板18の長手方向と直交させることにより、種結晶17と融液21との接触面積を小さくすることが可能となる。従って、種結晶17の接触部分が融液21となじみ、育成成長されるセラミック複合体2に結晶欠陥が生じにくくなる。 FIG. 4 is a diagram showing the positional relationship between the seed crystal 17 and the partition plate 18. As described above, by making the plane direction of the seed crystal 17 orthogonal to the longitudinal direction of the partition plate 18, the contact area between the seed crystal 17 and the melt 21 can be reduced. Therefore, the contact portion of the seed crystal 17 becomes familiar with the melt 21, and crystal defects are less likely to occur in the ceramic composite 2 that is grown and grown.

種結晶17を融液面に接触させる際に、種結晶17の下部を仕切り板18の上部に接触させて溶融しても良い。図5(b)は、種結晶17の一部を溶融する様子を示した図である。このように種結晶17の一部を溶融することで、種結晶17と融液21との温度差を速やかに解消することができ、セラミック複合体2での結晶欠陥の発生を更に低減することが可能となる。 When the seed crystal 17 is brought into contact with the melt surface, the lower part of the seed crystal 17 may be brought into contact with the upper part of the partition plate 18 to be melted. FIG. 5B is a diagram showing a state in which a part of the seed crystal 17 is melted. By melting a part of the seed crystal 17 in this way, the temperature difference between the seed crystal 17 and the melt 21 can be quickly eliminated, and the occurrence of crystal defects in the ceramic composite 2 can be further reduced. Is possible.

続いて基板保持具を所定の上昇速度で引き上げて、種結晶17の引き上げを開始する。具体的にはシャフト13により基板保持具を所定の速度で上昇させる。 Subsequently, the substrate holder is pulled up at a predetermined ascending speed to start pulling up the seed crystal 17. Specifically, the shaft 13 raises the substrate holder at a predetermined speed.

なお、ダイ9の開口部20に対する種結晶の位置合わせをより容易にするため、種結晶17の下辺に凹凸を設けてもよい。図6は、種結晶17の下辺の形状を例示した図であり、同図(a)は下辺が櫛歯形状の場合を、同図(b)では鋸形形状の場合を示している。 In addition, in order to facilitate the alignment of the seed crystal with respect to the opening 20 of the die 9, the lower side of the seed crystal 17 may be provided with irregularities. FIG. 6 is a diagram illustrating the shape of the lower side of the seed crystal 17, in which FIG. 6A shows a case where the lower side has a comb tooth shape and FIG. 6B shows a case where the lower side has a sawtooth shape.

この凹凸の間隔は、開口部20の間隔に合わせ、凸部分を融液溜まり22の中心に合わせる。凸部分を設けることで凸部分をセラミック複合体2の成長開始点とすることができ、セラミック複合体2がより容易に形成可能となる。なお、凹凸の形状は図6に示したものには限定されず、例えば波形の凹凸形状であっても良い。 The distance between the irregularities is adjusted to the distance between the openings 20, and the convex portion is aligned with the center of the melt pool 22. By providing the convex portion, the convex portion can be used as the growth start point of the ceramic composite 2, and the ceramic composite 2 can be formed more easily. The shape of the unevenness is not limited to that shown in FIG. 6, and may be, for example, a corrugated uneven shape.

基板保持具を所定の速度で上昇させ、種結晶17を中心に図7に示すようにセラミック複合体2をダイ9の長手方向に拡幅するように結晶成長させる(スプレディング)。セラミック複合体2が、ダイ9の全幅(仕切り板18の端)まで拡幅すると(フルスプレッド)、ダイ9の全幅と同程度の幅を有する、面積の広い平板形状のセラミック複合体2が育成される(直胴工程)。図7は、スプレディング工程によりセラミック複合体2の幅が広がる様子を示した模式図である。幅の広いセラミック複合体2が得られることにより、セラミック複合体製品の歩留まりが向上する。 The substrate holder is raised at a predetermined speed, and the ceramic composite 2 is crystal-grown around the seed crystal 17 so as to widen in the longitudinal direction of the die 9 as shown in FIG. 7 (spreading). When the ceramic composite 2 is widened to the full width of the die 9 (the end of the partition plate 18) (full spread), a flat plate-shaped ceramic composite 2 having a wide area and having a width similar to the full width of the die 9 is grown. (Straight body process). FIG. 7 is a schematic view showing how the width of the ceramic composite 2 is expanded by the spreading step. By obtaining the wide ceramic composite 2, the yield of the ceramic composite product is improved.

スプレディング工程により、ダイ9の全幅までセラミック複合体2を成長させた後、図8に示すようにダイ9の全幅と同程度の一定幅を有する、平板形状の直胴部分26を所定の速度で所定の長さ(直胴長さ)まで引き上げて、平板形状のセラミック複合体2を得る。 After the ceramic composite 2 is grown to the full width of the die 9 by the spreading step, a flat plate-shaped straight body portion 26 having a constant width similar to the full width of the die 9 is formed at a predetermined speed as shown in FIG. To obtain a flat plate-shaped ceramic composite 2 by pulling it up to a predetermined length (straight body length).

この後、得られたセラミック複合体2を放冷し、ゲートバルブ15を空け、引き上げ容器4側に移動して、基板出入口16から取り出す。得られた平板形状のセラミック複合体2の外観を図8に示す。直胴長さは特に限定されないが、2インチ以上(50.8mm以上)が好ましい。 After that, the obtained ceramic composite 2 is allowed to cool, the gate valve 15 is opened, the gate valve 15 is moved to the pulling container 4, and the ceramic composite 2 is taken out from the substrate entrance / exit 16. The appearance of the obtained flat plate-shaped ceramic composite 2 is shown in FIG. The length of the straight body is not particularly limited, but is preferably 2 inches or more (50.8 mm or more).

また図13に示すように、ダイ9の全幅と種結晶17の幅を同一とし、種結晶17の全幅と同じ幅でセラミック複合体2を育成成長させても良い。なお図13でもスリット19の見易さを優先するため、融液21と融液溜まり22の図示を省略している。 Further, as shown in FIG. 13, the total width of the die 9 and the width of the seed crystal 17 may be the same, and the ceramic composite 2 may be grown and grown with the same width as the total width of the seed crystal 17. In FIG. 13, the melt 21 and the melt pool 22 are not shown in order to give priority to the visibility of the slit 19.

以上説明したような製造装置1、種結晶17、及びダイ9を用いることにより、共通の種結晶17から複数のセラミック複合体2を同時に製造することが出来る。従って、一枚当たりのセラミック複合体2の製造コストを下げることが可能となる。 By using the manufacturing apparatus 1, the seed crystal 17, and the die 9 as described above, a plurality of ceramic composites 2 can be simultaneously manufactured from the common seed crystal 17. Therefore, it is possible to reduce the manufacturing cost of the ceramic composite 2 per sheet.

またEFG法では、複数のセラミック複合体2を育成成長する。従って、複数のセラミック複合体2が均一に冷却及び放冷される事で、ばらつきの無い均一なラメラ構造を得ることが出来る。 Further, in the EFG method, a plurality of ceramic composites 2 are grown and grown. Therefore, by uniformly cooling and allowing the plurality of ceramic composites 2 to cool, a uniform lamellar structure without variation can be obtained.

従って、種結晶17、及び仕切り板18を含めたダイ9は、精密に位置決めする必要がある。よって図1に示したように製造装置1は、ダイ9を設置する坩堝5を回転する坩堝駆動部6、及びその回転を制御する制御部(図示せず)が設けられている。またシャフト13に関しても、シャフト13を回転するシャフト駆動部14、及びその回転を制御する制御部(図示せず)が設けられている。即ち、ダイ9に対する種結晶17の位置決めは、制御部によりシャフト13又は坩堝5を回転させて調整する。なお、種結晶17とダイ9との精密な位置決めについては、各仕切り板18の斜面30の一部を切り欠いたダイ9を使用することによっても行うことが出来る。 Therefore, the die 9 including the seed crystal 17 and the partition plate 18 needs to be precisely positioned. Therefore, as shown in FIG. 1, the manufacturing apparatus 1 is provided with a crucible drive unit 6 for rotating the crucible 5 on which the die 9 is installed, and a control unit (not shown) for controlling the rotation thereof. Further, the shaft 13 is also provided with a shaft drive unit 14 that rotates the shaft 13 and a control unit (not shown) that controls the rotation thereof. That is, the positioning of the seed crystal 17 with respect to the die 9 is adjusted by rotating the shaft 13 or the crucible 5 by the control unit. Precise positioning of the seed crystal 17 and the die 9 can also be performed by using the die 9 in which a part of the slope 30 of each partition plate 18 is cut out.

図9は、上述したEFG法によって得られたセラミック複合体2の表面を示す顕微鏡写真である。図9に示すように、本実施形態のセラミック複合体2は、第1相であるYAl12相と、第2相であるAl相が共晶として存在しており、第1相と第2相が相互に立体的に絡み合ったラメラ構造を有している。図中において濃色で示された領域がYAl12相であり、淡色で示された領域がAl相である。また、第1相および第2相は、島状に独立して分離したものが少なく、三次元方向に連続した領域を有している。 FIG. 9 is a photomicrograph showing the surface of the ceramic composite 2 obtained by the above-mentioned EFG method. As shown in FIG. 9, in the ceramic composite 2 of the present embodiment, the Y 3 Al 5 O 12 phase, which is the first phase, and the Al 2 O 3 phase, which is the second phase, are present as eutectic. The first phase and the second phase have a lamellar structure in which they are three-dimensionally entwined with each other. In the figure, the region shown in dark color is the Y 3 Al 5 O 12 phase, and the region shown in light color is the Al 2 O 3 phase. In addition, the first phase and the second phase are rarely separated in an island shape independently, and have continuous regions in the three-dimensional direction.

またセラミック複合体2に含まれるYAl12相の組成比は、共晶組成近傍の19.72±2.00mol%である。YAl12相の組成比がこの範囲を外れると、Al相との共晶でラメラ構造を均一に形成することが困難である。 The composition ratio of the Y 3 Al 5 O 12 phase contained in the ceramic composite 2 is 19.72 ± 2.00 mol% in the vicinity of the eutectic composition. If the composition ratio of the Y 3 Al 5 O 12 phase is out of this range, it is difficult to uniformly form a lamellar structure by eutectic with the Al 2 O 3 phase.

また、YAl12相におけるCeの含有量は0.01mol%以上5.0mol%以下の範囲が好ましい。0.01mol%未満ではセラミック複合体2の発効強度が弱くなって照明装置用途に不適格となってしまう。他方、5.0mol%超では所望以外の他の化合物が生成し、白色光の発光に寄与しなくなる為である。YAl12相のYが部分的にCeに置換されることで、YAl12相が蛍光体材料として機能し、一次光である青色光を吸収して二次光の黄色光を放出する。Al相の熱伝導率はYAl12相の熱伝導率の約4倍と大きく、YAl12相での一次光を二次の黄色光に変換する際の発熱を効率的に放熱できる。YAl12相ではCe濃度によって吸収波長や発光波長が変化するが、本実施形態のセラミック複合体では後述するように比較的Ceの含有量が多くても均一に微細なラメラ構造を形成することができる。 The Ce content in the Y 3 Al 5 O 12 phase is preferably in the range of 0.01 mol% or more and 5.0 mol% or less. If it is less than 0.01 mol%, the effective strength of the ceramic composite 2 becomes weak and it becomes unsuitable for lighting equipment applications. On the other hand, if it exceeds 5.0 mol%, other compounds other than desired are generated and do not contribute to the emission of white light. By Y 3 Al 5 O 12 phase of Y is substituted partially Ce, Y 3 Al 5 O 12 phase functions as a phosphor material, the secondary light by absorbing blue light is the primary light It emits yellow light. The thermal conductivity of Al 2 O 3 phase is as large as about 4 times the thermal conductivity of Y 3 Al 5 O 12 phase, when converting the primary light in the Y 3 Al 5 O 12 phase in the secondary of the yellow light Heat can be dissipated efficiently. In the Y 3 Al 5 O 12 phase, the absorption wavelength and the emission wavelength change depending on the Ce concentration, but the ceramic composite of the present embodiment uniformly has a fine lamellar structure even if the Ce content is relatively large, as will be described later. Can be formed.

またセラミック複合体2には、MgOが10ppm以上500ppm以下の範囲で含有されている。MgOをこの範囲で含有することにより、青色光から白色光への変換効率が高められ、白色光の発光強度を大きく出来る。 Further, the ceramic composite 2 contains MgO in the range of 10 ppm or more and 500 ppm or less. By containing MgO in this range, the conversion efficiency from blue light to white light can be enhanced, and the emission intensity of white light can be increased.

また、本実施形態のセラミック複合体2では、YAl12相とAl相のラメラ構造では、YAl12相におけるラメラ間隔の平均値が0.5μm以上20μm以下である。ここでYAl12相のラメラ間隔とは、Al相に挟まれたYAl12相の幅を示しており、連続したYAl12相の長手方向を横断した幅を示している。ラメラ間隔が0.5μm未満の場合には、YAl12相のサイズが青色光の波長の数倍程度となってしまい均一に青色光を黄色光に波長変換することが困難になってしまう。また、ラメラ間隔が20μmよりも大きい場合には、ラメラ構造の緻密さが不十分であり、セラミック複合体2を青色光が透過する間にYAl12相とAl相の界面に入射する回数が減少し、十分に光が散乱されず波長変換や混色の効率が低下してしまう。 Further, in the ceramic composite 2 of the present embodiment, in the lamellar structure of the Y 3 Al 5 O 12 phase and the Al 2 O 3 phase, the average value of the lamellar intervals in the Y 3 Al 5 O 12 phase is 0.5 μm or more and 20 μm or less. Is. Here Y 3 The Al 5 lamellar spacing O 12 phase, and the width of the Y 3 Al 5 O 12 phase sandwiched Al 2 O 3 phase, longitudinal continuous Y 3 Al 5 O 12 phase Shows the width across. If lamellar spacing is less than 0.5μm is, Y 3 Al 5 size O 12 phase becomes uniformly blue light becomes several times the wavelength of the blue light is difficult to wavelength-converted into yellow light It ends up. Further, when the lamellar spacing is larger than 20 μm, the lamellar structure is insufficiently dense, and the Y 3 Al 5 O 12 phase and the Al 2 O 3 phase are formed while the blue light is transmitted through the ceramic composite 2. The number of times the light is incident on the interface is reduced, the light is not sufficiently scattered, and the efficiency of wavelength conversion and color mixing is reduced.

セラミック複合体2の形状やサイズは限定されないが、セラミック複合体2への作業性の悪化防止の点から、幅が0.5mm以上300mm以下で長さが10mm以上1000mm以下の方形状、または直径が0.5mm以上2mm以下の形状が望ましい。上述したように本実施形態のセラミック複合体2はEFG法を用いて製造するため、ダイ9の幅と引き上げる長さを大きくすることで、容易に大面積のセラミック複合体2を得ることが可能である。また、ラメラ間隔の平均値が0.5μm以上20μm以下の範囲と微細な構造を有していることから、YAl12相とAl相の界面で光が散乱されやすく、大面積であっても均一に面内全域で光を散乱し、均一な白色光を得ることができる。 The shape and size of the ceramic composite 2 are not limited, but from the viewpoint of preventing deterioration of workability of the ceramic composite 2, a square shape or diameter having a width of 0.5 mm or more and 300 mm or less and a length of 10 mm or more and 1000 mm or less. It is desirable that the shape is 0.5 mm or more and 2 mm or less. As described above, since the ceramic composite 2 of the present embodiment is manufactured by using the EFG method, it is possible to easily obtain a large-area ceramic composite 2 by increasing the width of the die 9 and the length to be pulled up. Is. In addition, since the average value of the lamella spacing is in the range of 0.5 μm or more and 20 μm or less and has a fine structure, light is likely to be scattered at the interface between the Y 3 Al 5 O 12 phase and the Al 2 O 3 phase. Even if the area is large, light can be uniformly scattered over the entire in-plane area, and uniform white light can be obtained.

また、セラミック複合体2の厚みは限定されないが、0.1mm以上4.0mm以下の範囲が好ましく、より好ましくは0.5mm以上2.0mm以下の範囲である。セラミック複合体2の厚みが0.1mm未満である場合には、EFG法では育成制御が困難になり、製造誤差による厚みの影響や、面内での厚みムラの影響が大きくなるため、面内全域で白色光を均一に得ることが困難になる。また、セラミック複合体2に含まれるYAl12相の熱伝導率がAl相の1/4程度しかないため、結晶を厚くすると放熱性が悪化し、表面と内部で温度差が生じやすくなる。よって、セラミック複合体2の厚みが4.0mmより大きい場合には、EFG法による引き上げ時に厚さ方向における外側と内側との温度差が生じやすくなり、コロニー構造が発生しやすくなり、ラメラ間隔の均一性が損なわれるため好ましくない。 The thickness of the ceramic composite 2 is not limited, but is preferably 0.1 mm or more and 4.0 mm or less, and more preferably 0.5 mm or more and 2.0 mm or less. When the thickness of the ceramic composite 2 is less than 0.1 mm, it becomes difficult to control the growth by the EFG method, and the influence of the thickness due to the manufacturing error and the influence of the thickness unevenness in the plane become large. It becomes difficult to obtain white light uniformly over the entire area. Further, since the thermal conductivity of the Y 3 Al 5 O 12 phase contained in the ceramic composite 2 is only about 1/4 of that of the Al 2 O 3 phase, the heat dissipation property deteriorates when the crystal is thickened, and the temperature on the surface and inside deteriorates. Differences are likely to occur. Therefore, when the thickness of the ceramic composite 2 is larger than 4.0 mm, a temperature difference between the outside and the inside in the thickness direction is likely to occur when the ceramic composite 2 is pulled up by the EFG method, a colony structure is likely to occur, and the lamella spacing is increased. It is not preferable because the uniformity is impaired.

図10〜図12は、EFG法での引き上げ速度を変化させた際のラメラ構造を示す顕微鏡写真であり、図10は小さい速度で引き上げた場合を示し、図11は中程度の速度で引き上げた場合を示し、図12は大きい速度で引き上げた場合を示している。各々の写真で示されている範囲は、1辺が129μmの正方形である。
(比較例)
10 to 12 are micrographs showing the lamellar structure when the pulling speed by the EFG method is changed, FIG. 10 shows the case where the pulling speed is changed at a small speed, and FIG. 11 shows the case where the pulling speed is changed at a medium speed. The case is shown, and FIG. 12 shows the case of pulling up at a large speed. The range shown in each photograph is a square with a side of 129 μm.
(Comparison example)

セラミック複合体2に含まれるCeの濃度を0.5mol%とし、引き上げ速度を0.035インチ/時(約0.9mm/時)とした。YAl12相のラメラ間隔の平均を計測した結果は26.6μmであった。厚みが0.2mmのセラミック複合体2の比較例に対して、波長450nmの青色光を照射したところ、青色光が十分に波長変換されず、外部に照射される白色光に青みが強く、色むらも大きかった。
(実施例1)
The concentration of Ce contained in the ceramic composite 2 was 0.5 mol%, and the pulling speed was 0.035 inch / hour (about 0.9 mm / hour). The result of measuring the average of the lamella intervals of the Y 3 Al 5 O 12 phase was 26.6 μm. When blue light with a wavelength of 450 nm was irradiated to a comparative example of a ceramic composite 2 having a thickness of 0.2 mm, the blue light was not sufficiently wavelength-converted, and the white light irradiated to the outside had a strong bluish tint and color. The unevenness was also large.
(Example 1)

セラミック複合体2に含まれるCeの濃度を0.5mol%とし、引き上げ速度を0.2インチ/時(約5mm/時)とした。YAl122相のラメラ間隔の平均を計測した結果は15.2μmであった。
(実施例2)
The concentration of Ce contained in the ceramic composite 2 was 0.5 mol%, and the pulling speed was 0.2 inch / hour (about 5 mm / hour). The result of measuring the average of the lamella intervals of the Y 3 Al 5 O 12 two-phase was 15.2 μm.
(Example 2)

セラミック複合体2に含まれるCeの濃度を0.3mol%とし、引き上げ速度を1.0インチ/時(約25mm/時)とした。YAl12相のラメラ間隔の平均を計測した結果は6.0μmであった。
(実施例3)
The concentration of Ce contained in the ceramic composite 2 was 0.3 mol%, and the pulling speed was 1.0 inch / hour (about 25 mm / hour). The result of measuring the average of the lamella intervals of the Y 3 Al 5 O 12 phase was 6.0 μm.
(Example 3)

セラミック複合体2に含まれるCeの濃度を0.5mol%とし、引き上げ速度を1.0インチ/時(約25mm/時)とした。YAl12相のラメラ間隔の平均を計測した結果は5.5μmであった。
(実施例4)
The concentration of Ce contained in the ceramic composite 2 was 0.5 mol%, and the pulling speed was 1.0 inch / hour (about 25 mm / hour). The result of measuring the average of the lamella intervals of the Y 3 Al 5 O 12 phase was 5.5 μm.
(Example 4)

セラミック複合体2に含まれるCeの濃度を0.3mol%とし、引き上げ速度を2.0インチ/時(約50mm/時)とした。YAl12相のラメラ間隔の平均を計測した結果は3.5μmであった。
(実施例5)
The concentration of Ce contained in the ceramic composite 2 was 0.3 mol%, and the pulling speed was 2.0 inches / hour (about 50 mm / hour). The result of measuring the average of the lamella intervals of the Y 3 Al 5 O 12 phase was 3.5 μm.
(Example 5)

セラミック複合体2に含まれるCeの濃度を0.5mol%とし、引き上げ速度を2.0インチ/時(約50mm/時)とした。YAl12相のラメラ間隔の平均を計測した結果は4.6μmであった。
(実施例6)
The concentration of Ce contained in the ceramic composite 2 was 0.5 mol%, and the pulling speed was 2.0 inches / hour (about 50 mm / hour). The result of measuring the average of the lamella intervals of the Y 3 Al 5 O 12 phase was 4.6 μm.
(Example 6)

セラミック複合体2に含まれるCeの濃度を1.0mol%とし、引き上げ速度を2.0インチ/時(約50mm/時)とした。YAl12相のラメラ間隔の平均を計測した結果は5.1μmであった。
(実施例7)
The concentration of Ce contained in the ceramic composite 2 was 1.0 mol%, and the pulling speed was 2.0 inches / hour (about 50 mm / hour). The result of measuring the average of the lamella intervals of the Y 3 Al 5 O 12 phase was 5.1 μm.
(Example 7)

セラミック複合体2に含まれるCeの濃度を0.3mol%とし、引き上げ速度を4.0インチ/時(約100mm/時)とした。YAl12相のラメラ間隔の平均を計測した結果は2.6μmであった。
(実施例8)
The concentration of Ce contained in the ceramic composite 2 was 0.3 mol%, and the pulling speed was 4.0 inches / hour (about 100 mm / hour). The result of measuring the average of the lamella intervals of the Y 3 Al 5 O 12 phase was 2.6 μm.
(Example 8)

セラミック複合体2に含まれるCeの濃度を0.5mol%とし、引き上げ速度を4.0インチ/時(約100mm/時)とした。YAl12相のラメラ間隔の平均を計測した結果は3.0μmであった。
(実施例9)
The concentration of Ce contained in the ceramic composite 2 was 0.5 mol%, and the pulling speed was 4.0 inches / hour (about 100 mm / hour). The result of measuring the average of the lamella intervals of the Y 3 Al 5 O 12 phase was 3.0 μm.
(Example 9)

セラミック複合体2に含まれるCeの濃度を1.0mol%とし、引き上げ速度を4.0インチ/時(約100mm/時)とした。YAl12相のラメラ間隔の平均を計測した結果は4.4μmであった。
(実施例10)
The concentration of Ce contained in the ceramic composite 2 was 1.0 mol%, and the pulling speed was 4.0 inches / hour (about 100 mm / hour). The result of measuring the average of the lamella intervals of the Y 3 Al 5 O 12 phase was 4.4 μm.
(Example 10)

セラミック複合体2に含まれるCeの濃度を0.5mol%とし、引き上げ速度を8.0インチ/時(約200mm/時)とした。YAl12相のラメラ間隔の平均を計測した結果は4.4μmであった。 The concentration of Ce contained in the ceramic composite 2 was 0.5 mol%, and the pulling speed was 8.0 inches / hour (about 200 mm / hour). The result of measuring the average of the lamella intervals of the Y 3 Al 5 O 12 phase was 4.4 μm.

厚みが0.5mmのセラミック複合体2の実施例1〜10に対して、波長450nmの青色光を照射したところ、いずれの実施例でも外部に照射される光は均一な白色光であった。 When blue light having a wavelength of 450 nm was irradiated to Examples 1 to 10 of the ceramic composite 2 having a thickness of 0.5 mm, the light irradiated to the outside was uniform white light in all the examples.

図10〜図12に示したように、YAl12相のラメラ間隔の平均が20μmを超えている比較例では、YAl12相とAl相での光の散乱が不十分であるのに対して、実施例1〜10では均一な波長変換効率と白色光の均一さを得ることができた。また、EFG法でのセラミック複合体2の引き上げ速度を大きくすることで、YAl12相のラメラ間隔は小さくなる傾向が確認できた。さらに、Ce濃度を0.01mol%以上5.0mol%以下の範囲としても、ラメラ構造の微細化は維持されることが確認できた。また、Ce濃度が低いほうがラメラ間隔は小さくなる傾向も読み取れる。 As shown in FIGS. 10 to 12, in the comparative example in which the average lamella spacing of the Y 3 Al 5 O 12 phases exceeds 20 μm, the light in the Y 3 Al 5 O 12 phases and the Al 2 O 3 phases While the scattering was insufficient, in Examples 1 to 10, uniform wavelength conversion efficiency and uniformity of white light could be obtained. Further, by increasing the pulling speed of the ceramic composite body 2 in the EFG process, the lamellar spacing of Y 3 Al 5 O 12 phase is confirmed tends to become smaller. Furthermore, it was confirmed that the miniaturization of the lamellar structure was maintained even when the Ce concentration was in the range of 0.01 mol% or more and 5.0 mol% or less. It can also be seen that the lower the Ce concentration, the smaller the lamella interval.

以上に述べたように、本実施形態のセラミック複合体2では、少なくともYAl12相およびAl相の2つの酸化物相をラメラ構造として有し、YAl12相におけるラメラ間隔の平均値が0.5μm以上20μm以下であり、MgOが10ppm以上500ppm以下含有されているため、一次光と二次光を均一に散乱して、波長変換効率を向上させることが可能となる。 As described above, the ceramic composite 2 of the present embodiment has at least two oxide phases of Y 3 Al 5 O 12 phase and Al 2 O 3 phase as a lamellar structure, and Y 3 Al 5 O 12 Since the average value of the lamellar spacing in the phase is 0.5 μm or more and 20 μm or less and MgO is contained in an amount of 10 ppm or more and 500 ppm or less, the primary light and the secondary light can be uniformly scattered to improve the wavelength conversion efficiency. It will be possible.

また本発明では、EFG法によりセラミック複合体2を育成成長させる事により、種結晶の引き上げ速度を0.9mm/時間以上400mm/時間以下の範囲内で変動させると共に、Ceをセラミック複合体2に含有させても、コロニー構造の発生を防止する事が出来る。コロニー構造とはラメラ構造の相間隔の短い複数の相が密に存在する部分が、相間隔の長い複数の相が疎に存在する部分によって囲まれている構造である。そのようなコロニー構造は、図9〜図12に示すように、本実施形態及び実施例では何れも発生が確認されなかった。従って、セラミック複合体2に於ける白色光の発光ムラが防止可能となる。 Further, in the present invention, by growing and growing the ceramic composite 2 by the EFG method, the pulling speed of the seed crystal is varied within the range of 0.9 mm / hour or more and 400 mm / hour or less, and Ce is converted into the ceramic composite 2. Even if it is contained, the occurrence of colony structure can be prevented. The colony structure is a structure in which a portion of a lamellar structure in which a plurality of phases having a short phase interval are densely present is surrounded by a portion in which a plurality of phases having a long phase interval are sparsely present. As shown in FIGS. 9 to 12, no such colony structure was confirmed to occur in the present embodiment and the examples. Therefore, uneven emission of white light in the ceramic composite 2 can be prevented.

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the claims, and the embodiments obtained by appropriately combining the technical means disclosed in the different embodiments. Is also included in the technical scope of the present invention.

1…製造装置
2…セラミック複合体
3…育成容器
4…引き上げ容器
5…坩堝
6…坩堝駆動部
7…ヒータ
8…電極
9…ダイ
10…断熱材
11…雰囲気ガス導入口
12…排気口
13…シャフト
14…シャフト駆動部
15…ゲートバルブ
16…基板出入口
17…種結晶
18…仕切り板
19…スリット
21…融液
23…切り欠き部
24…切り欠き穴
26…直胴部分
30…斜面
1 ... Manufacturing equipment 2 ... Ceramic composite 3 ... Growing container 4 ... Pulling container 5 ... Crucible 6 ... Crucible drive 7 ... Heater 8 ... Electrode 9 ... Die 10 ... Insulation material 11 ... Atmospheric gas inlet 12 ... Exhaust port 13 ... Shaft 14 ... Shaft drive 15 ... Gate valve 16 ... Substrate entrance 17 ... Seed crystal 18 ... Partition plate 19 ... Slit 21 ... Melt 23 ... Notch 24 ... Notch hole 26 ... Straight body 30 ... Slope

Claims (5)

少なくともYAl12相およびAl相の2つの酸化物相をラメラ構造として有し、
前記YAl12相におけるラメラ間隔の平均値が0.5μm以上20μm以下であり、
MgOが10ppm以上500ppm以下含有されていることを特徴とするセラミック複合体。
It has at least two oxide phases, Y 3 Al 5 O 12 phase and Al 2 O 3 phase, as a lamellar structure.
The average value of the lamella spacing in the Y 3 Al 5 O 12 phase is 0.5 μm or more and 20 μm or less.
A ceramic composite containing 10 ppm or more and 500 ppm or less of MgO.
前記YAl12相がCeで付活されていることを特徴とする、請求項1に記載のセラミック複合体。 The ceramic composite according to claim 1, wherein the Y 3 Al 5 O 12 phase is activated by Ce. 前記Ceの含有量が、0.01mol%以上5.0mol%以下であることを特徴とする、請求項2に記載のセラミック複合体。 The ceramic composite according to claim 2, wherein the content of Ce is 0.01 mol% or more and 5.0 mol% or less. 厚みが0.5mm以上2.0mm以下であることを特徴とする、請求項1から3の何れか一つに記載のセラミック複合体。 The ceramic composite according to any one of claims 1 to 3, wherein the thickness is 0.5 mm or more and 2.0 mm or less. 前記セラミック複合体の平面方向の形状は、
幅が0.5mm以上300mm以下で長さが10mm以上1000mm以下の方形状、または直径が0.5mm以上2mm以下の形状であることを特徴とする請求項1〜4の何れか一つに記載のセラミック複合体。
The shape of the ceramic composite in the plane direction is
The invention according to any one of claims 1 to 4, wherein the width is 0.5 mm or more and 300 mm or less and the length is 10 mm or more and 1000 mm or less, or the diameter is 0.5 mm or more and 2 mm or less. Ceramic composite.
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