JP6233978B2 - Wavelength conversion fired body - Google Patents

Wavelength conversion fired body Download PDF

Info

Publication number
JP6233978B2
JP6233978B2 JP2015023992A JP2015023992A JP6233978B2 JP 6233978 B2 JP6233978 B2 JP 6233978B2 JP 2015023992 A JP2015023992 A JP 2015023992A JP 2015023992 A JP2015023992 A JP 2015023992A JP 6233978 B2 JP6233978 B2 JP 6233978B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
particles
less
fluorescent material
average
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2015023992A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2016138034A (en
Inventor
正樹 入江
正樹 入江
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Coorstek KK
Original Assignee
Coorstek KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Coorstek KK filed Critical Coorstek KK
Priority to MYPI2015700596A priority Critical patent/MY177277A/en
Priority to KR1020150029100A priority patent/KR101657876B1/en
Priority to US14/635,689 priority patent/US9868270B2/en
Priority to CN201510094091.4A priority patent/CN104900786B/en
Publication of JP2016138034A publication Critical patent/JP2016138034A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6233978B2 publication Critical patent/JP6233978B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)やレーザダイオード(LD:Laser Diode)等の発光素子とともに使用される波長変換焼成体に関する。   The present invention relates to a wavelength conversion fired body used together with a light emitting element such as a light emitting diode (LED) or a laser diode (LD).

LEDは、省電力、長寿命及び小サイズ等の観点から、携帯電話や各種表示装置等に適用されている。さらに、近年の発光効率の向上に伴い、照明用途でも注目され、急激に普及しつつある。
現在、白色LED照明は、青色LEDによる発光と、この青色光の入射光を受けて青色の補色である黄色に発光する蛍光体からの出射光との混合により、白色光を得る方法が主流となっている。このような蛍光体が用いられた波長変換部材は、従来は、樹脂中に蛍光体粉末が分散されたものが一般的であったが、近年、耐熱性の観点から、セラミックスとの複合体としたものが多用されている。
LEDs are applied to mobile phones, various display devices, and the like from the viewpoints of power saving, long life, and small size. Furthermore, with the recent improvement in luminous efficiency, it has been attracting attention for lighting applications and is rapidly spreading.
At present, white LED lighting is mainly obtained by mixing white light emitted from a blue LED and light emitted from a phosphor that emits yellow light, which is a complementary color of blue, upon receiving the incident light of the blue light. It has become. Conventionally, a wavelength conversion member using such a phosphor is generally a phosphor in which a phosphor powder is dispersed in a resin. What was done is used a lot.

しかしながら、均一な発光色が要求されるLED照明において、前記セラミックス複合体による波長変換部材は、色ムラを生じやすいという課題を有していた。
これに対しては、例えば、特許文献1には、部材表面に凹凸加工を施すことにより、波長変換した二次光を反射又は屈折して不規則方向に散乱させ、輝度ムラ及び色ムラを解消することができる波長変換焼結体が記載されている。
具体的には、無機物と蛍光体との焼結体をウェットエッチング処理することにより、蛍光体粒子が優先的に溶解され、表面に不規則な凹凸の形成と、蛍光体粒子を表面から離間した配置とすることにより、前記二次光の散乱性を高められることが記載されている。
However, in LED lighting that requires a uniform emission color, the wavelength conversion member made of the ceramic composite has a problem that color unevenness is likely to occur.
In response to this, for example, in Patent Document 1, unevenness processing is performed on the surface of the member, whereby the wavelength-converted secondary light is reflected or refracted to be scattered in an irregular direction, thereby eliminating luminance unevenness and color unevenness. Wavelength conversion sintered bodies that can be described are described.
Specifically, by subjecting the sintered body of the inorganic substance and the phosphor to wet etching, the phosphor particles are preferentially dissolved, forming irregular irregularities on the surface, and separating the phosphor particles from the surface. It is described that the scattering property of the secondary light can be enhanced by the arrangement.

また、白色LED照明に用いられる従来の青色光を受けて黄色光を発光する蛍光体として、例えばCe(セリウム)を含有するYAG(イットリウム・アルミニウム・ガーネット)系の蛍光体が知られている。このようなYAG系蛍光体に青色光を照射すると、照射された青色光と、YAG系蛍光体が発する蛍光色が混色されることにより、白色光を得ることができる。   As a conventional phosphor that emits yellow light upon receiving blue light used for white LED illumination, for example, a YAG (yttrium, aluminum, garnet) -based phosphor containing Ce (cerium) is known. When such YAG phosphor is irradiated with blue light, white light can be obtained by mixing the emitted blue light and the fluorescent color emitted from the YAG phosphor.

特許文献2には、前記蛍光体を含む半導体チップについて提案されている。この特許文献2に開示される半導体チップは、例えばオプトエレクトロニクスデバイス上に搭載され使用される。具体的には、図4に示すように、オプトエレクトロニクスデバイス50は、ヒートシンクとしてのデバイスケーシング51上に半導体チップ52を配置しており、半導体チップ52からの熱をデバイスケーシング51から放出するようになっている。   Patent Document 2 proposes a semiconductor chip including the phosphor. The semiconductor chip disclosed in Patent Document 2 is mounted and used on, for example, an optoelectronic device. Specifically, as shown in FIG. 4, the optoelectronic device 50 has a semiconductor chip 52 disposed on a device casing 51 serving as a heat sink, and releases heat from the semiconductor chip 52 from the device casing 51. It has become.

前記半導体チップ52は、図4に示すように、半導体ボディ56のビーム出射面54上に配置されたセラミック変換素子55を備えている。このセラミック変換素子55は、例えば、YAG:Ce系のガーネット蛍光体からなる活性層58と、その上方に配置された担体層57とによって構成されている。尚、図4中の矢印は、熱の排出方向を示している。
更に、前記活性層58及び前記担体層57について説明すると、前記活性層58は、賦活剤(例えばCe)がドープされた蛍光体材料(例えばYAG:Ce)からなり、所定の波長領域の光を他の波長領域の光に変換する機能を有する。また、前記担体層57は、賦活剤を含まない蛍光体材料(例えばYAG)から構成されている。
As shown in FIG. 4, the semiconductor chip 52 includes a ceramic conversion element 55 disposed on the beam emission surface 54 of the semiconductor body 56. The ceramic conversion element 55 includes, for example, an active layer 58 made of a YAG: Ce-based garnet phosphor and a carrier layer 57 disposed thereabove. In addition, the arrow in FIG. 4 has shown the discharge | emission direction of heat.
Further, the active layer 58 and the carrier layer 57 will be described. The active layer 58 is made of a phosphor material (for example, YAG: Ce) doped with an activator (for example, Ce), and emits light in a predetermined wavelength region. It has a function of converting to light in other wavelength regions. The carrier layer 57 is made of a phosphor material (for example, YAG) that does not contain an activator.

更に、特許文献2では、前記セラミック変換素子55として、図5に示すように、活性層58から担体層57内に賦活剤(Ce)が拡散するのを抑制するために、前記活性層58と担体槽57との間に配置された抑制層59を備えるものが提案されている。この抑制層59は、例えば酸化アルミニウムから構成されている。   Further, in Patent Document 2, as the ceramic conversion element 55, as shown in FIG. 5, in order to suppress the diffusion of the activator (Ce) from the active layer 58 into the carrier layer 57, What is provided with the suppression layer 59 arrange | positioned between the support tanks 57 is proposed. The suppression layer 59 is made of, for example, aluminum oxide.

上記したセラミック変換素子55の製造する場合には、活性層58と担体層57の各層となるグリーンシートをセラミック粉体、バインダ及び添加物により形成し、これらを積層した後、焼結することによって、相互に接続された前記セラミック変換素子を製造することができる。
また、抑制層59を備えるセラミック変換素子55の製造する場合にも同様に、活性層58と担体層57と抑制層59の各層となるグリーンシートをセラミック粉体、バインダ及び添加物により形成し、これらを積層した後、焼結することによって、相互に接続された前記セラミック変換素子を製造することができる。
In the case of manufacturing the ceramic conversion element 55 described above, a green sheet to be each layer of the active layer 58 and the carrier layer 57 is formed with ceramic powder, a binder, and an additive, and after laminating these, sintering is performed. The ceramic conversion elements connected to each other can be manufactured.
Similarly, in the case of manufacturing the ceramic conversion element 55 including the suppression layer 59, green sheets that are the active layer 58, the carrier layer 57, and the suppression layer 59 are formed of ceramic powder, a binder, and an additive, After laminating them, the ceramic conversion elements connected to each other can be manufactured by sintering.

特開2010−157637号公報JP 2010-157637 A 特表2014−504807号公報Special table 2014-504807 gazette

しかしながら、特許文献1に記載されたエッチング処理により粗面化された波長変換焼結体は、蛍光体粒子と無機物のエッチングレイト差が存在するため、蛍光体粒子の溶解に伴い、主として前記無機物からなる表層が形成される。これにより、波長変換焼結体面内に蛍光体粒子濃度の不均一な分布ができ、前記表層から出射される光の色ムラの改善が十分なものとは言えなかった。
また、前記エッチング処理により、蛍光体粒子が浸食され、蛍光体粒子表層の結晶性が低下し、十分な発光効率が得られないという技術的課題があった。
更に、無機物の表面の凹凸の度合が激しいために機械的強度が低く、実装時や使用時にワレが発生しやすいといった技術的課題があった。
However, the wavelength conversion sintered body roughened by the etching process described in Patent Document 1 has an etching rate difference between the phosphor particles and the inorganic material, and therefore, mainly from the inorganic material as the phosphor particles dissolve. A surface layer is formed. As a result, a non-uniform distribution of the phosphor particle concentration can be made in the surface of the wavelength conversion sintered body, and it cannot be said that the color unevenness of the light emitted from the surface layer is sufficiently improved.
Moreover, the phosphor particles are eroded by the etching treatment, the crystallinity of the phosphor particle surface layer is lowered, and there is a technical problem that sufficient luminous efficiency cannot be obtained.
Furthermore, since the degree of unevenness on the surface of the inorganic material is severe, there is a technical problem that mechanical strength is low and cracking is likely to occur during mounting and use.

本発明は、上記技術的課題を解決するためになされたものであり、出射光の色ムラを抑制することができ、かつ優れた発光効率を有し、機械的強度の低下が抑制された波長変換焼成体を提供することを目的とするものである。   The present invention has been made in order to solve the above technical problem, and has a wavelength that can suppress color unevenness of emitted light, has excellent luminous efficiency, and suppresses a decrease in mechanical strength. The object is to provide a converted fired body.

また、抑制層を備える前記特許文献2に記載された、セラミック変換素子(波長変換焼成体)について、種々評価、研究したところ、以下の技術的課題があることが判明した。
まず、第1に、前記特許文献2に記載された、各層(活性層、抑制層、担体層)を積層し焼結することによって得られたセラミック変換素子における抑制層は充分に機能せず、活性層から担体層への賦活剤が拡散し、拡散低減が充分ではないという技術的課題があった。特に、担体層の中のCe濃度が、活性層の中のCe濃度の40wt%を超えた場合には、担体層も活性(蛍光)機能を有することとなり、担体層から出射する光において狙った色度を得ることが困難であった。
Moreover, when various evaluation and research were carried out about the ceramic conversion element (wavelength conversion baking body) described in the said patent document 2 provided with the suppression layer, it became clear that there existed the following technical problems.
First, the suppression layer in the ceramic conversion element obtained by laminating and sintering each layer (active layer, suppression layer, carrier layer) described in Patent Document 2 does not function sufficiently, There has been a technical problem that the activator diffuses from the active layer to the carrier layer and diffusion reduction is not sufficient. In particular, when the Ce concentration in the carrier layer exceeds 40 wt% of the Ce concentration in the active layer, the carrier layer also has an active (fluorescence) function, and is aimed at the light emitted from the carrier layer. It was difficult to obtain chromaticity.

第2に、前記活性層がYAG:Ceで構成され、抑制層がAlから構成されている場合には、前記活性層と抑制層との間の屈折率の差が大きくなるため、活性層と抑制層との間の界面において、半導体ボディからの入射光の反射量が多くなり、戻り光の増加による発光効率が低下するという技術的課題があることが判明した。 Second, when the active layer is made of YAG: Ce and the suppression layer is made of Al 2 O 3 , the difference in refractive index between the active layer and the suppression layer becomes large. It has been found that there is a technical problem in that the amount of incident light reflected from the semiconductor body increases at the interface between the active layer and the suppression layer, and the light emission efficiency decreases due to an increase in return light.

第3に、活性層と担体層とがYAG材料のみで形成されるため低強度であり、しかも、活性層と担体層との間に介在する抑制層のAlの熱膨張係数差が異なるため、各界面での熱応力によって割れが発生しやすいという技術的課題があることが判明した。 Third, since the active layer and the carrier layer are formed of only the YAG material, the strength is low, and the difference in thermal expansion coefficient of Al 2 O 3 of the suppression layer interposed between the active layer and the carrier layer is small. Because of the difference, it has been found that there is a technical problem that cracking is likely to occur due to thermal stress at each interface.

第4に、前記活性層がYAG材料のみから構成されているため、熱伝導性が低く、半導体ボディから発せられる熱が活性層内で籠もりやすく、発光効率が低下するという技術的課題があることが判明した。
尚、特許文献2には、担体層中に散乱剤としてAl粒子を混入する例も提案されているが、上記のいずれの課題も効果的に解決し得るものではなかった。
Fourth, since the active layer is composed only of a YAG material, there is a technical problem that heat conductivity is low, heat generated from the semiconductor body is easily trapped in the active layer, and luminous efficiency is reduced. It has been found.
In addition, Patent Document 2 proposes an example in which Al 2 O 3 particles are mixed as a scattering agent in the carrier layer, but none of the above problems can be solved effectively.

本発明者らは、上記第1〜第4の技術的課題を解決するために、前記特許文献2に開示された、各層(活性層、抑制層、担体層)を積層し焼結することによって得られたセラミック変換素子(波長変換焼成体)についても鋭意研究した。
その結果、Alからなる中間層(抑制層)のAlの直径を特定範囲になすと共に、第1層(活性層)と第2層(担体層)をいずれも、YAG系蛍光性材料とAlからなる層とし、更に各層内及び各層界面においてAl粒子同士が連結される連結構造を形成することにより、上記第1〜第4の技術的課題を解決することができることを見出し、本発明を想到するに至った。
In order to solve the first to fourth technical problems, the present inventors have laminated and sintered each layer (active layer, suppression layer, carrier layer) disclosed in Patent Document 2. The obtained ceramic conversion element (wavelength conversion fired body) was also studied earnestly.
As a result, the formed intermediate layer of Al 2 O 3 the diameter of the Al 2 O 3 of (inhibition layer) to a specific range, both the first layer and the (active layer) second layer (carrier layer), YAG-based Solving the above first to fourth technical problems by forming a layer made of a fluorescent material and Al 2 O 3 and forming a connection structure in which Al 2 O 3 particles are connected in each layer and at each layer interface As a result, the present inventors have conceived the present invention.

本発明は、賦活剤含有のYAG系蛍光性材料を含む第1の層と、YAG系材料を含む第2の層との間に中間層が配置されてなる波長変換焼成体において、前記中間層により前記第1の層から第2の層への賦活剤の拡散を抑制し、高い放熱性を有し、所望の色相の光を高い発光効率で出射することができ、且つ、剛性の高い波長変換焼成体を提供することをもう一つの目的とする。   The present invention provides the wavelength conversion fired body in which the intermediate layer is disposed between the first layer containing the activator-containing YAG-based fluorescent material and the second layer containing the YAG-based material. Suppresses the diffusion of the activator from the first layer to the second layer, has high heat dissipation, can emit light of a desired hue with high luminous efficiency, and has a high rigidity wavelength Another object is to provide a converted fired body.

本発明は上記技術的課題を解決するためになされたものであり、本発明にかかる波長変換焼成体は、一の主面が光の入射面であり、前記入射面と反対側の主面が光の出射面である板状体であり、前記板状体は、賦活剤を含有する蛍光性材料粒子及び透光性材料粒子からなる気孔率が1.0%以下の焼成体からなり、少なくとも前記入射面及び前記出射面は、前記蛍光性材料粒子及び透光性材料粒子が非加工で露出する焼成面で、測定長4mmでの10点平均の算術平均粗さRaが0.1μm以上0.5μm以下であり、前記焼成面の表面に露出する蛍光性材料粒子の測定長1μmでの20点平均の算術平均粗さRa1が0.2nm以上0.5nm以下で、前記焼成面の表面に露出する透光性材料粒子の測定長1μmでの20点平均の算術平均粗さRa2が0.3nm以上0.7nm以下であり、前記蛍光性材料が、一般式A 12 :Ce(AはY、Gd、Tb、Yb及びLuのうちから選ばれる少なくとも1種であり、BはAl、Ga及びScのうちから選ばれる少なくとも1種である。)で表される物質であり、前記透光性材料がAl 又はAl にSc 、Ga のうちから選ばれる1種が含有された物質であることを特徴としている。 The present invention has been made to solve the above technical problem, and in the wavelength conversion fired body according to the present invention, one main surface is a light incident surface, and a main surface opposite to the incident surface is present. It is a plate-like body that is an emission surface of light, and the plate-like body is composed of a fired body having a porosity of 1.0% or less composed of fluorescent material particles and translucent material particles containing an activator, and at least The entrance surface and the exit surface are fired surfaces on which the fluorescent material particles and translucent material particles are exposed unprocessed, and an arithmetic average roughness Ra of 10 points average at a measurement length of 4 mm is 0.1 μm or more. The arithmetic average roughness Ra1 of the average of 20 points at a measurement length of 1 μm of the fluorescent material particles exposed to the surface of the fired surface is 0.5 nm or less and 0.2 nm to 0.5 nm, and the surface of the fired surface is Arithmetic average roughness of 20-point average of exposed translucent material particles at a measurement length of 1 μm Ra2 is at 0.3nm or 0.7nm or less, wherein the fluorescent material has the general formula A 3 B 5 O 12: Ce (A is Y, Gd, Tb, at least one selected from among Yb and Lu And B is at least one selected from Al, Ga and Sc.), And the translucent material is made of Al 2 O 3 or Al 2 O 3 with Sc 2 O 3 , It is a substance containing one kind selected from Ga 2 O 3 .

このような本発明にかかる波長変換焼成体によれば、出射光の色ムラを抑制することができ、かつ優れた発光効率を有し、機械的強度の低下を抑制することができる。   According to such a wavelength conversion fired body according to the present invention, it is possible to suppress color unevenness of emitted light, to have excellent luminous efficiency, and to suppress a decrease in mechanical strength.

ここで、前記蛍光性材料粒子の20個平均直径d1は0.5μm以上5μm以下で、前記透光性材料粒子の20個平均直径d2は1μm以上10μm以下であり、前記蛍光性材料粒子の占める割合が22容積%以上35容積%以下で、前記透光性材料粒子の占める割合が65容積%以上78容積%以下であることが望ましい。
このように構成することによって、より色ムラの少ない、かつより発光効率の高い、波長変換焼成体を得ることができる。
Here, the 20 average diameters d1 of the fluorescent material particles are 0.5 μm or more and 5 μm or less, and the 20 average diameters d2 of the translucent material particles are 1 μm or more and 10 μm or less, which are occupied by the fluorescent material particles. It is desirable that the ratio is 22 volume% or more and 35 volume% or less, and the ratio of the translucent material particles is 65 volume% or more and 78 volume% or less.
By comprising in this way, the wavelength conversion baking body with less color nonuniformity and higher luminous efficiency can be obtained.

また、前記蛍光性材料粒子の20個平均直径d1が、前記透光性材料粒子の20個平均直径d2の0.1倍以上0.78倍以下であることが望ましい。
このように構成することによって、より色ムラの少ない波長変換焼成体を得ることができる。
Moreover, it is desirable that the 20 average diameters d1 of the fluorescent material particles be 0.1 to 0.78 times the 20 average diameters d2 of the light transmissive material particles.
By comprising in this way, the wavelength conversion baking body with few color irregularities can be obtained.

更に、前記表面に露出する透光性材料粒子の測定長1μmでの20点平均の算術平均粗さRa2が、前記表面に露出する蛍光性材料粒子の測定長1μmでの20点平均の算術平均粗さRa1の1.2倍以上2.0倍以下であることが望ましい。
このように構成することによって、より発光効率を高めた波長変換焼成体を得ることができる。
Furthermore, the arithmetic average roughness Ra2 of the average of 20 points at the measurement length of 1 μm of the translucent material particles exposed on the surface is the arithmetic average of the average of 20 points at the measurement length of 1 μm of the fluorescent material particles exposed on the surface. It is desirable that it is 1.2 times or more and 2.0 times or less of the roughness Ra1.
By comprising in this way, the wavelength conversion baking body which improved the luminous efficiency more can be obtained.

また、前記蛍光性材料が、一般式A12:Ce(AはY、Gd、Tb、Yb及びLuのうちから選ばれる少なくとも1種であり、BはAl、Ga及びScのうちから選ばれる少なくとも1種である。)で表される物質であり、前記透光性材料がAl又はAlにSc、Gaのうちから選ばれる1種が含有された物質であることが望ましい。
これら材料を用いることにより、上記波長変換焼成体をより効率よく、かつ確実に、板状体からなる波長変換焼成体を製造することができる。
なお、上記波長変換焼成体は単体の場合にのみならず、内部に賦活剤拡散抑制層(中間層)、担体層を含むものであっても良い。
Further, the fluorescent material is a general formula A 3 B 5 O 12 : Ce (A is at least one selected from Y, Gd, Tb, Yb and Lu, and B is Al, Ga and Sc. And the translucent material is selected from Al 2 O 3 or Al 2 O 3 and Sc 2 O 3 or Ga 2 O 3. It is desirable that the substance contains.
By using these materials, it is possible to produce the wavelength conversion fired body made of a plate-like body more efficiently and reliably.
The wavelength conversion fired body is not limited to a single substance but may contain an activator diffusion suppression layer (intermediate layer) and a carrier layer.

更に、内部に賦活剤拡散抑制層(中間層)を有する本発明にかかる波長変換焼成体は、賦活剤含有のYAG系蛍光性材料とAlとからなる第1の層と、前記第1の層上に積層され、直径20μm以上300μm以下の粒子が全体粒子個数の90%以上を占めるAlからなる中間層と、前記中間層上に積層され、前記第1の層の賦活剤の含有量の10%以下の賦活剤を含むYAG系材料とAlからなる第2の層とを有し、前記各層内においてAl粒子同士は連結されると共に、各層界面においてもAl粒子同士が連結される連結構造を有しており、かつ、前記第1の層、中間層及び第2の層はいずれも気孔率が1.0%以下の焼成体からなり、前記第1の層及び第2の層の表面は非加工で露出する焼成面で、測定長4mmでの10点平均の算術平均粗さRaが0.1μm以上0.5μm以下であり、前記表面に露出する前記YAG系蛍光性材料の粒子の測定長1μmでの20点平均の算術平均粗さRa1が0.2nm以上0.5nm以下で、前記表面に露出するAlの粒子の測定長1μmでの20点平均の算術平均粗さRa2が0.3nm以上0.7nm以下であり、前記第1の層に含まれる賦活剤含有のYAG系蛍光性材料が、(Y 1−s Gd (Al 1−t Ga 12 :Ce(0≦s≦0.33、0≦t≦0.2)であることを特徴とする。 Furthermore, the wavelength conversion fired body according to the present invention having an activator diffusion suppression layer (intermediate layer) inside includes a first layer composed of an activator-containing YAG-based fluorescent material and Al 2 O 3, and the first layer. An intermediate layer made of Al 2 O 3 , in which particles having a diameter of 20 μm or more and 300 μm or less occupy 90% or more of the total number of particles and the intermediate layer are laminated, and the first layer is activated. and a second layer of YAG-based material and Al 2 O 3 containing 10% or less of the activator content of agents, together with Al 2 O 3 particles are connected with each other within each layer, each layer interface Also have a connection structure in which Al 2 O 3 particles are connected to each other, and the first layer, the intermediate layer, and the second layer are all from a fired body having a porosity of 1.0% or less. The surface of the first layer and the second layer is exposed unprocessed On the surface, the arithmetic average roughness Ra of 10 points average at a measurement length of 4 mm is 0.1 μm or more and 0.5 μm or less, and 20 points at a measurement length of 1 μm of the particles of the YAG-based fluorescent material exposed on the surface The average arithmetic average roughness Ra1 is 0.2 nm or more and 0.5 nm or less, and the 20-point average arithmetic average roughness Ra2 is 0.3 nm or more and 0 when the measured length of Al 2 O 3 particles exposed on the surface is 1 μm. and a .7nm less, the YAG fluorescent material activator-containing contained in the first layer, (Y 1-s Gd s ) 3 (Al 1-t Ga t) 5 O 12: Ce (0 ≦ s ≦ 0.33, 0 ≦ t ≦ 0.2) .

このような本発明にかかる波長変換焼成体によれば、出射光の色ムラを抑制することができ、かつ優れた発光効率を有し、機械的強度の低下を抑制することができるとともに、上記の如き、賦活剤含有のYAG系蛍光性材料を含む第1の層と、YAG系材料を含む第2の層との間に中間層が配置されてなる波長変換焼成体とすることで、前記中間層により前記第1の層から第2の層への賦活剤の拡散を抑制し、高い放熱性を有し所望の色相の光をより高い発光効率で出射することができ、且つ、剛性の高い波長変換焼成体を提供することができる。   According to such a wavelength conversion fired body according to the present invention, it is possible to suppress the color unevenness of the emitted light, to have excellent luminous efficiency, and to suppress a decrease in mechanical strength, and the above In the wavelength conversion fired body in which the intermediate layer is disposed between the first layer containing the activator-containing YAG-based fluorescent material and the second layer containing the YAG-based material, The intermediate layer suppresses the diffusion of the activator from the first layer to the second layer, has high heat dissipation, can emit light of a desired hue with higher luminous efficiency, and is rigid. A high wavelength conversion fired body can be provided.

ここで、前記第1の層における賦活剤含有のYAG系蛍光性材料の粒子及び前記第2の層におけるYAG系材料の粒子の20個平均直径d1は0.5μm以上5μm以下で、前記第1、2の層の各層における前記Alの粒子の20個平均直径d2は1μm以上10μm以下であり、前記第1の層における賦活剤含有のYAG系蛍光性材料の粒子及び前記第2の層におけるYAG材料の粒子の占める割合が、前記第1、2の層の各層において22容積%以上35容積%以下で、前記Alの粒子の占める割合が前記第1層及び前記第2層において各々65容積%以上78容積%以下であることが好ましい。
前記のように粒子径及び含有容積比率を設定することにより、出射光の散乱性を良好なものとし、出射光の視野角依存性をより低減できると共に、特に第1の層でのYAG系蛍光性材料の不均質分布に伴う出射光の面内色ムラをより低減することができる。
Here, 20 average diameters d1 of the particles of the YAG-based fluorescent material containing the activator in the first layer and the particles of the YAG-based material in the second layer are 0.5 μm or more and 5 μm or less. 20 average diameters d2 of the Al 2 O 3 particles in each of the two layers are 1 μm or more and 10 μm or less, and the particles of the activator-containing YAG-based fluorescent material in the first layer and the second layer The proportion of the YAG material particles in the layer is 22% by volume or more and 35% by volume or less in each of the first and second layers, and the proportion of the Al 2 O 3 particles is in the first layer and the second layer. It is preferable that it is 65 volume% or more and 78 volume% or less in each layer.
By setting the particle diameter and the content volume ratio as described above, the scattering property of the emitted light can be improved, the viewing angle dependency of the emitted light can be further reduced, and particularly the YAG fluorescence in the first layer. The in-plane color unevenness of the emitted light due to the heterogeneous distribution of the conductive material can be further reduced.

また、前記第1の層における賦活剤含有のYAG系蛍光性材料の粒子及び前記第2層における前記YAG系材料の粒子の各層における20個平均直径d1が、前記Alの粒子の20個平均直径d2の0.1倍以上0.78倍以下であることが好ましい。
このように構成することによって、より色ムラの少ない波長変換焼成体を得ることがきる。
In addition, 20 average diameters d1 in each layer of the activator-containing YAG-based fluorescent material particles in the first layer and the YAG-based material particles in the second layer are 20 of the Al 2 O 3 particles. The average diameter d2 is preferably 0.1 times or more and 0.78 times or less.
By comprising in this way, the wavelength conversion baking body with few color irregularities can be obtained.

また、前記表面に露出するAlの粒子の測定長1μmでの20点平均の算術平均粗さRa2が、前記表面に露出する前記第1の層における賦活剤含有のYAG系蛍光性材料の粒子及び前記第2層におけるYAG系材料の粒子の各層における測定長1μmでの20点平均の算術平均粗さRa1の1.2倍以上2.0倍以下であることが好ましい。
このように構成することによって、より発光効率を高めた波長変換焼成体を得ることができる。
Further, the YAG-based fluorescent material containing an activator in the first layer in which the arithmetic average roughness Ra2 of 20-point average at a measurement length of 1 μm of the Al 2 O 3 particles exposed on the surface is exposed on the surface It is preferable that it is 1.2 times or more and 2.0 times or less of the arithmetic average roughness Ra1 of 20 points average at the measurement length of 1 μm in each layer of the particles of YAG and the particles of the YAG material in the second layer.
By comprising in this way, the wavelength conversion baking body which improved the luminous efficiency more can be obtained.

また、全体を100とした前記第1の層中の賦活剤含有のYAG系蛍光材料の容積組成比をaとした場合、aが22〜35であり、全体を100とした前記第2の層中のYAG系材料の容積組成比をbとした場合、bが25〜40であり、かつ前記bが前記aよりも大きいことがより好ましい。
上記波長変換焼成体を、前記第2の層を発光素子の上面に位置し、発光素子より青色光を照射する様に用いることにより、発光素子より放たれた青色光がYAG系材料の容積組成比が大きい第2の層でより拡散し、前記第1の層に照射される際、青色光はより均質に拡散した状態となり、局所的な照射ムラに伴う発熱を抑制でき、発光効率をより向上させることができる。
Further, when the volume composition ratio of the activator-containing YAG-based fluorescent material in the first layer, which is 100 as a whole, is a, the a is 22 to 35, and the second layer is 100 as a whole. When the volume composition ratio of the YAG-based material therein is b, it is more preferable that b is 25 to 40 and that b is larger than the a.
By using the wavelength conversion fired body so that the second layer is positioned on the upper surface of the light emitting element and irradiating blue light from the light emitting element, the blue light emitted from the light emitting element is a volume composition of the YAG-based material. When the first layer is more diffused and is irradiated to the first layer, the blue light is more uniformly diffused, the heat generated by local irradiation unevenness can be suppressed, and the luminous efficiency is further improved. Can be improved.

さらに、前記第1の層に含まれる賦活剤含有のYAG系蛍光性材料が、(YGd(AlGa12:Ce(0≦s≦0.33、0≦t≦0.2)であることが好ましい。
このようなYAG系蛍光性材料によって、上記波長変換焼成体をより確実に製造することができると共に、上述の本発明の効果をより顕著なものとすることができる。
Furthermore, the first YAG fluorescent material activator-containing in the layer is, (Y 1 - s Gd s ) 3 (Al 1 - t Ga t) 5 O 12: Ce (0 ≦ s ≦ 0. 33, 0 ≦ t ≦ 0.2).
With such a YAG-based fluorescent material, the wavelength conversion fired body can be more reliably produced, and the effects of the present invention described above can be made more remarkable.

本発明によれば、出射光の色ムラを抑制することができ、かつ優れた発光効率を有し、機械的強度の低下が抑制された波長変換焼成体を得ることができる。
したがって、本発明に係る波長変換焼成体は、LEDやLD等を用いた発光装置に好適に使用することができ、特に、白色LED照明において、色ムラのない安定した白色発光を得る上で好適である。
また、本発明によれば、更に、賦活剤含有のYAG系蛍光性材料を含む第1の層と、YAG系材料を含む第2の層との間に中間層が配置されてなる波長変換焼成体とすることにより、前記中間層により前記第1の層から第2の層への賦活剤の拡散を抑制し、高い放熱性を有し所望の色相の光を高い発光効率で出射することができ、且つ、剛性の高い波長変換焼成体を得ることができる。
According to the present invention, it is possible to obtain a wavelength conversion fired body that can suppress color unevenness of emitted light, has excellent luminous efficiency, and suppresses a decrease in mechanical strength.
Therefore, the wavelength conversion fired body according to the present invention can be suitably used for light emitting devices using LEDs, LDs, and the like, and is particularly suitable for obtaining stable white light emission without color unevenness in white LED lighting. It is.
Further, according to the present invention, the wavelength conversion baking in which the intermediate layer is further disposed between the first layer containing the activator-containing YAG-based fluorescent material and the second layer containing the YAG-based material. By forming a body, the intermediate layer suppresses the diffusion of the activator from the first layer to the second layer, and has high heat dissipation and emits light of a desired hue with high luminous efficiency. And a highly rigid wavelength conversion fired body can be obtained.

本発明に係る第1の実施形態の波長変換焼成体の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the wavelength conversion baking body of 1st Embodiment which concerns on this invention. 図2は、本発明に係る第2の実施形態の波長変換焼成体の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of the wavelength conversion fired body according to the second embodiment of the present invention. 図3は、図2の第2の実施形態の波長変換焼成体を発光素子上に配置した状態を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state in which the wavelength conversion fired body of the second embodiment of FIG. 2 is arranged on a light emitting element. 図4は、従来のオプトエレクトロニクスデバイスの断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of a conventional optoelectronic device. 図5は、図4のオプトエレクトロニクスデバイスが備える波長変換素子の断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view of a wavelength conversion element provided in the optoelectronic device of FIG.

以下、本発明の第1の実施形態について、図1を参照して詳細に説明する。
図1に、本発明に係る波長変換焼成体の断面図を示す。図1に示すように、本発明に係る波長変換焼成体1は、一の主面が光の入射面2であり、入射面2と反対側の主面が光の出射面3である板状体である。
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
FIG. 1 shows a cross-sectional view of a wavelength conversion fired body according to the present invention. As shown in FIG. 1, the wavelength conversion fired body 1 according to the present invention has a plate shape in which one main surface is a light incident surface 2 and a main surface opposite to the incident surface 2 is a light output surface 3. Is the body.

前記板状体1は、賦活剤を含有する蛍光性材料粒子及び透光性材料粒子からなる気孔率が1.0%以下の焼成体から構成されている。
前記気孔率が1.0%を超えると、機械的強度が低下するばかりでなく、過度の散乱により、入射面2側への戻り光の割合が増加し、発光効率が低下するといった不具合が生じるため、気孔率1.0%以下が好ましい。
The plate-like body 1 is composed of a fired body having a porosity of 1.0% or less made of fluorescent material particles and translucent material particles containing an activator.
When the porosity exceeds 1.0%, not only the mechanical strength is lowered, but also the ratio of returning light to the incident surface 2 side is increased due to excessive scattering, resulting in a problem that the luminous efficiency is lowered. Therefore, a porosity of 1.0% or less is preferable.

また、青色発光素子等と組み合わせて白色発光を得る場合には、前記蛍光性材料として、一般式A12:Ce(AはY、Gd、Tb、Yb及びLuのうちから選ばれる少なくとも1種であり、BはAl、Ga及びScのうちから選ばれる少なくとも1種である。)で表される物質が用いられ、また前記透光性材料として、Al又はAlにSc、Gaのうちから選ばれる1種が含有された物質が好適に用いられる。 Further, when white light emission is obtained in combination with a blue light emitting element or the like, the fluorescent material is selected from the general formula A 3 B 5 O 12 : Ce (A is selected from Y, Gd, Tb, Yb, and Lu). And at least one selected from the group consisting of Al, Ga and Sc.), And the translucent material may be Al 2 O 3 or Al 2 O. 3 one is contained substance selected from among Sc 2 O 3, Ga 2 O 3 is preferably used to.

また、前記入射面2及び前記出射面3は、前記蛍光性材料粒子及び透光性材料粒子が非加工で露出する焼成面になされている。
前記焼成面とは、原料粉末を成形後、焼成を行ったままの状態の面をいい、焼成後に機械研削、エッチング等の加工が施されていない面を言う。前記入射面2及び前記出射面3を、焼成後に機械研削、エッチング等の加工を施し、いわゆる加工面とすると、機械的強度が低く、実装時や使用時熱応力によるワレが発生し易くなる。また、加工時に発生する欠陥が原因となり発光効率の低下を引き起こす不具合が生じる虞がある。
したがって、前記入射面2及び前記出射面3は、焼成面とすることが好ましい。
In addition, the incident surface 2 and the exit surface 3 are fired surfaces on which the fluorescent material particles and the translucent material particles are exposed without being processed.
The fired surface refers to a surface that has been fired after forming the raw material powder, and is a surface that has not been subjected to processing such as mechanical grinding or etching after firing. If the entrance surface 2 and the exit surface 3 are subjected to processing such as mechanical grinding and etching after firing, so-called processed surfaces, the mechanical strength is low, and cracking due to thermal stress during mounting and use tends to occur. Moreover, there is a possibility that a defect that causes a decrease in light emission efficiency due to a defect generated during processing occurs.
Therefore, the incident surface 2 and the exit surface 3 are preferably fired surfaces.

これに対して、前記入射面2及び前記出射面3以外の4つの側面(図1においては2つの側面4,5を示す)は、側面間の厚さ(縦長さ、横長さ)があるために、加工面とした場合においても、機械的強度が低下することが少なく、実装時や使用時熱応力によるワレも発生し難い。また、加工時に発生する欠陥が原因となる発光効率の低下も発生し難いため、加工面としても良い。更に言えば、発光素子との接着もしくは焼結接合をより高精度に行うためには、前記4つの側面は却って機械研削等の加工が施されていた方が好ましい。   On the other hand, the four side surfaces other than the entrance surface 2 and the exit surface 3 (in FIG. 1, two side surfaces 4 and 5 are shown) have a thickness (vertical length, lateral length) between the side surfaces. In addition, even when the machined surface is used, the mechanical strength hardly decreases, and cracking due to thermal stress during mounting or use is unlikely to occur. In addition, since it is difficult to cause a decrease in light emission efficiency due to defects generated during processing, a processed surface may be used. Furthermore, in order to perform bonding or sintering bonding with the light emitting element with higher accuracy, it is preferable that the four side surfaces are subjected to processing such as mechanical grinding.

また、前記蛍光性材料粒子及び透光性材料粒子が非加工で露出する焼成面は、測定長4mmでの10点平均の算術平均粗さRaが0.1μm以上0.5μm以下になされる。
この測定長4mmでの10点平均の算術平均粗さRaが0.1μm以上0.5μm以下とは、表面のマクロな凹凸状態を特定するものであり、入射面2および出射面3の任意の箇所において、測定長さ4mmでの算術平均粗さRaを10点測定し、この平均値をとったものである。
このRaが0.1μm未満では、出射面3での反射が多くなり、発光効率が低下するため好ましくなく、一方、Raが0.5μmを越えると、対向する入射面2および出射面3間の厚さのバラツキが大きくなり、出射面3からの発光強度のムラが生じるため好ましくない。
In addition, the fired surface on which the fluorescent material particles and the translucent material particles are exposed unprocessed has an arithmetic average roughness Ra of 10 points average at a measurement length of 4 mm of 0.1 μm to 0.5 μm.
The arithmetic average roughness Ra of 10 points average at a measurement length of 4 mm is 0.1 μm or more and 0.5 μm or less, which specifies a macro uneven state on the surface. In the place, 10 points of arithmetic average roughness Ra at a measurement length of 4 mm were measured, and this average value was taken.
If this Ra is less than 0.1 μm, reflection at the exit surface 3 increases and the light emission efficiency decreases, which is not preferable. On the other hand, if Ra exceeds 0.5 μm, it is not preferred between the opposing entrance surface 2 and exit surface 3. This is not preferable because the variation in thickness increases and unevenness in emission intensity from the exit surface 3 occurs.

前記入射面2および出射面3以外の4つの側面(図1においては2つの側面4,5を示す)は、封止樹脂との密着性を高めるため、測定長4μmでの10点平均の算術平均粗さRaを0.5μm以上とすることが好ましい。   Four side surfaces (showing two side surfaces 4 and 5 in FIG. 1) other than the entrance surface 2 and the exit surface 3 are 10-point average arithmetic at a measurement length of 4 μm in order to improve adhesion to the sealing resin. The average roughness Ra is preferably 0.5 μm or more.

前記表面に露出する蛍光性材料粒子の測定長1μmでの20点平均の算術平均粗さRa1が0.2nm以上0.5nm以下で、前記表面に露出する透光性材料粒子の測定長1μmでの20点平均の算術平均粗さRa2が0.3nm以上0.7nm以下になされている。
前記表面に露出する蛍光性材料粒子の算術平均粗さRa1、前記表面に露出する透光性材料粒子の算術平均粗さRa2は、表面に露出する蛍光性材料粒子および透光性材料粒子個々の凹凸状態を特定するものであり、各粒子1個につき測定長さ1μmでの算術平均粗さRaを測定し、この粒子20個の平均値をとったものである。
The arithmetic average roughness Ra1 of the average of 20 points at a measurement length of 1 μm of the fluorescent material particles exposed on the surface is 0.2 nm or more and 0.5 nm or less, and the measurement length of the transparent material particles exposed on the surface is 1 μm. The 20-point average arithmetic average roughness Ra2 is 0.3 nm or more and 0.7 nm or less.
The arithmetic average roughness Ra1 of the fluorescent material particles exposed on the surface, and the arithmetic average roughness Ra2 of the light transmissive material particles exposed on the surface are the respective values of the fluorescent material particles and the light transmissive material particles exposed on the surface. The irregularity state is specified, and an arithmetic average roughness Ra at a measurement length of 1 μm is measured for each particle, and an average value of 20 particles is obtained.

蛍光性材料粒子の算術平均粗さRa1が0.2nm未満とすること、及び透光性材料粒子の算術平均粗さRa2が0.3nm未満とすることは、製造上困難であり、生産性が劣るため好ましくない。
また、蛍光性材料粒子の算術平均粗さRa1が0.5nmを越える場合、透光性材料粒子の算術平均粗さRa2が0.7nmを超える場合には、結晶性が悪く結晶欠陥が多くなる。その結果、発光効率が低減するため、好ましくない。
Making the arithmetic average roughness Ra1 of the fluorescent material particles less than 0.2 nm and making the arithmetic average roughness Ra2 of the translucent material particles less than 0.3 nm are difficult in production and productivity is low. Since it is inferior, it is not preferable.
Further, when the arithmetic average roughness Ra1 of the fluorescent material particles exceeds 0.5 nm and the arithmetic average roughness Ra2 of the translucent material particles exceeds 0.7 nm, the crystallinity is poor and crystal defects increase. . As a result, the luminous efficiency is reduced, which is not preferable.

また、前記蛍光性材料粒子の20個平均直径d1は0.5μm以上5μm以下で、前記透光性材料粒子の20個平均直径d2は1μm以上10μm以下になされている。
この前記蛍光性材料粒子の20個平均直径d1、及び前記透光性材料粒子の20個平均直径d2は、波長変換焼成体の任意の断面の顕微鏡観察において、いずれの粒子においても、粒子1つにつき最長径および最短径を測定しその平均値を算出し、これを20個行った後に算出した平均値を言う。
The 20 average diameters d1 of the fluorescent material particles are 0.5 μm or more and 5 μm or less, and the 20 average diameters d2 of the translucent material particles are 1 μm or more and 10 μm or less.
The 20 average diameters d1 of the fluorescent material particles and the 20 average diameters d2 of the translucent material particles are one particle in any particle in a microscopic observation of an arbitrary cross section of the wavelength conversion fired body. The longest diameter and the shortest diameter are measured, the average value is calculated, and the average value is calculated after 20 of these are performed.

また、前記蛍光性材料粒子の占める割合が22容積%以上35容積%以下で、前記透光性材料粒子の占める割合が65容積%以上78容積%以下になされる。   The ratio of the fluorescent material particles is 22% by volume to 35% by volume, and the ratio of the translucent material particles is 65% by volume to 78% by volume.

このように、前記蛍光性材料粒子および透光性粒子の平均直径を上記数値範囲とし、かつ、各々の含有容積比率を、前記蛍光性材料粒子を22容積%以上35容積%以下、前記透光性材料粒子を65容積%以上78容積%以下とすることによって、前記透光性材料の粒子が、光源(LED素子)から照射される特定波長光及び前記蛍光性材料粒子で吸収・発光される特定波長光の主たる導光路として機能する。その結果、より色ムラの少ない、かつより発光効率の高い、波長変換焼成体が得られる。   Thus, the average diameter of the fluorescent material particles and the translucent particles is within the above numerical range, and the content volume ratio of each of the fluorescent material particles is 22% by volume or more and 35% by volume or less. By making the fluorescent material particles 65 volume% or more and 78 volume% or less, the particles of the translucent material are absorbed and emitted by the specific wavelength light emitted from the light source (LED element) and the fluorescent material particles. It functions as the main light guide for specific wavelength light. As a result, a wavelength conversion fired body with less color unevenness and higher luminous efficiency is obtained.

また、前記蛍光性材料粒子の20個平均直径d1が、前記透光性材料粒子の20個平均直径d2の0.1倍以上0.78倍以下になされている。
前記蛍光性材料粒子の20個平均直径d1が、前記透光性材料粒子の20個平均直径d2の0.1倍以上0.78倍以下とすることにより、より色ムラを低減することができる。
Further, the 20 average diameters d1 of the fluorescent material particles are 0.1 times or more and 0.78 times or less than the 20 average diameters d2 of the translucent material particles.
When the 20 average diameters d1 of the fluorescent material particles are 0.1 times or more and 0.78 times or less than the 20 average diameters d2 of the translucent material particles, color unevenness can be further reduced. .

また、前記表面に露出する透光性材料粒子の測定長1μmでの20点平均の算術平均粗さRa2が、前記表面に露出する蛍光性材料粒子の測定長1μmでの20点平均の算術平均粗さRa1の1.2倍以上2.0倍以下になされている。
前記透光性材料粒子が主たる導光路となるが、当該波長変換焼成体1の少なくとも出射面3に露出する前記透光性材料粒子の算術平均粗さを前記蛍光性材料粒子より当該比率で粗くすることで、光源(LED素子)から照射される特定波長光及び前記蛍光性材料粒子で吸収・発光される特定波長光の2つの特定波長光いずれもより効果的に出光させることができ、より発光効率を高めることができる。
Further, the arithmetic average roughness Ra2 of the 20-point average at the measurement length of 1 μm of the translucent material particles exposed on the surface is the arithmetic average of the 20-point average at the measurement length of 1 μm of the fluorescent material particles exposed on the surface. The roughness Ra1 is 1.2 times or more and 2.0 times or less.
The translucent material particles serve as a main light guide path, but the arithmetic average roughness of the translucent material particles exposed at least on the emission surface 3 of the wavelength conversion fired body 1 is rougher than the fluorescent material particles at the ratio. By doing so, it is possible to more effectively emit both the specific wavelength light emitted from the light source (LED element) and the specific wavelength light absorbed and emitted by the fluorescent material particle, Luminous efficiency can be increased.

なお、上記のような焼成体の表面形態は、原子間力顕微鏡(DigitalInstruments製 Dimension 5000)を使用し、シリコンカンチレバーを使用し、各サンプルの表面形状をスキャンすることで、測定することができる。   The surface form of the fired body as described above can be measured by using an atomic force microscope (Dimension 5000 manufactured by Digital Instruments), using a silicon cantilever, and scanning the surface shape of each sample.

また、前記蛍光性材料は、一般式A12:Ce(AはY、Gd、Tb、Yb及びLuのうちから選ばれる少なくとも1種であり、BはAl、Ga及びScのうちから選ばれる少なくとも1種である。)で表される物質であり、前記透光性材料はAl又はAlにSc、Gaのうちから選ばれる1種が含有された物質である。
この上記各材料を用いることで、上記した板状体からなる波長変換焼成体の効果をより確実に得ることができる。
Further, the fluorescent material is a general formula A 3 B 5 O 12 : Ce (A is at least one selected from Y, Gd, Tb, Yb and Lu, and B is Al, Ga and Sc) And the translucent material is selected from Al 2 O 3 or Al 2 O 3 and Sc 2 O 3 or Ga 2 O 3. Is a substance containing.
By using each of the above materials, the effect of the wavelength conversion fired body made of the plate-like body can be obtained more reliably.

より好ましい材料は、賦活剤がCeであり、蛍光性材料がYAl12からなり、透光性材料がAlからなる場合である。
そして前記組成材料から、上記波長変換焼成体を製造するためには、いずれも平均粒径が、Y原料:0.3μ以上2μm以下、CeO原料:0.1μm以上1μm以下、Al原料:0.1以上0.8μm以下のものを用い、かつ、焼成を1.0×10-2Pa以下の中真空〜低真空程度の真空雰囲気下で行うことが好ましい。
これによって、上述の本発明にかかる波長変換焼成体をより効率良く、かつ確実に製造することができる。尚、焼成体の作製における成形方法及び焼成方法等は、特に限定されるものではない。
A more preferable material is a case where the activator is Ce, the fluorescent material is made of Y 3 Al 5 O 12 , and the translucent material is made of Al 2 O 3 .
And from the composition material, in order to manufacture the wavelength converter fired body are all average particle diameter, Y 2 O 3 raw material: 0.3 micron or 2μm or less, CeO 2 material: 0.1 [mu] m or more 1μm or less, Al 2 O 3 raw material: 0.1 to 0.8 μm is preferably used, and firing is preferably performed in a vacuum atmosphere of about 1.0 × 10 −2 Pa or less in a medium vacuum to a low vacuum.
Thereby, the above-described wavelength conversion fired body according to the present invention can be produced more efficiently and reliably. In addition, the shaping | molding method and baking method, etc. in preparation of a sintered body are not specifically limited.

次に、本発明の第2の実施形態について、図2、図3を参照して詳細に説明する。
図2は本発明に係る波長変換焼成体の断面図である。
図2に示すように、この波長変換焼成体11は、波長変換を行う第1の層12と、第1の層12の上に積層された中間層14と、中間層14の上に積層され、LED(発光ダイオード)或いはLD(レーザ・ダイオード)の担体層となる第2の層13とからなる。即ち、波長変換焼成体11は、波長変換積層複合体として形成されている。
前記第1の層12はLED(発光ダイオード)或いはLD(レーザ・ダイオード)のビーム出射面上に配置される。即ち、波長変換焼成体(波長変換積層複合体)10は、LEDやLDから入射された所定波長の光を、第1の層12において異なる波長に変換して出射するものである。
Next, a second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the wavelength conversion fired body according to the present invention.
As shown in FIG. 2, the wavelength conversion fired body 11 is laminated on the first layer 12 that performs wavelength conversion, the intermediate layer 14 laminated on the first layer 12, and the intermediate layer 14. And a second layer 13 serving as a carrier layer of an LED (light emitting diode) or LD (laser diode). That is, the wavelength conversion fired body 11 is formed as a wavelength conversion laminate composite.
The first layer 12 is disposed on the beam emission surface of an LED (light emitting diode) or LD (laser diode). In other words, the wavelength conversion fired body (wavelength conversion laminate composite) 10 converts light having a predetermined wavelength incident from an LED or LD into a different wavelength in the first layer 12 and emits it.

前記第1の層12は、LED(発光ダイオード)あるいはLD(レーザ・ダイオード)からの励起光(特定波長)の一部を、その波長より長い波長に変換し透過する波長変換機能を有する。
具体的には、賦活剤(例えばCe)を含有したYAG系蛍光性材料(例えばYAG:Ce)とAlとからなる層である。この第1の層12のような波長変換機能層は、蛍光性材料基材の組成、賦活剤の種類、含有量並びに当該層の厚さ等によって励起光を変換する波長等が調整(色度設計)される。
より詳しくは、前記賦活剤含有の前記YAG系蛍光性材料は、(YGd(AlGa12:Ce、但し0≦s≦0.33、0≦t≦0.2であることが望ましく、このようなYAG系蛍光性材料によって、上記波長変換焼成体(波長変換積層複合体)11をより確実に製造することができると共に、後述する、本発明効果をより顕著なものとすることができる。
The first layer 12 has a wavelength conversion function of converting a part of excitation light (specific wavelength) from an LED (light emitting diode) or LD (laser diode) into a wavelength longer than the wavelength and transmitting it.
Specifically, it is a layer composed of a YAG-based fluorescent material (for example, YAG: Ce) containing an activator (for example, Ce) and Al 2 O 3 . The wavelength conversion function layer such as the first layer 12 is adjusted in wavelength or the like for converting excitation light according to the composition of the fluorescent material substrate, the type and content of the activator, the thickness of the layer, and the like (chromaticity Designed).
More particularly, the YAG fluorescent material of the activator-containing, (Y 1 - s Gd s ) 3 (Al 1 - t Ga t) 5 O 12: Ce, where 0 ≦ s ≦ 0.33, It is desirable that ≦ t ≦ 0.2. With such a YAG-based fluorescent material, the wavelength conversion fired body (wavelength conversion laminated composite) 11 can be more reliably manufactured, The invention effect can be made more remarkable.

また、前記したように、第1の層12と第2の層13との間に、Alからなる中間層14が設けられている。この中間層14は、波長変換焼成体11を作製するにあたり、各層12〜14となるグリーンシートを順次積層後、焼成一体化する際に、焼成工程において第1の層12中の賦活剤が第2の層13に拡散することを抑制するものである。
即ち、第1の層12に含まれる賦活剤が、第2の層13に拡散すると、第1の層12での賦活剤の含有量が意図した量より減少し、変換波長がずれるという問題が生じる。また、第2の層13に賦活剤がドープされることで、第2の層13でも励起光の一部変換が生じてしまい、結果、全体での出射光の色度が設計通りに達成できないという問題が生じる。これら問題を解決するため、前記中間層14は設けられている。
Further, as described above, the intermediate layer 14 made of Al 2 O 3 is provided between the first layer 12 and the second layer 13. When the intermediate layer 14 is used to produce the wavelength conversion fired body 11, the green sheets to be the layers 12 to 14 are sequentially laminated and then fired and integrated, so that the activator in the first layer 12 is the first in the firing step. 2 to suppress diffusion into the second layer 13.
That is, when the activator contained in the first layer 12 diffuses into the second layer 13, the content of the activator in the first layer 12 is reduced from the intended amount, and the conversion wavelength is shifted. Arise. Further, since the second layer 13 is doped with the activator, the second layer 13 also partially converts the excitation light, and as a result, the overall chromaticity of the emitted light cannot be achieved as designed. The problem arises. In order to solve these problems, the intermediate layer 14 is provided.

また、前記中間層14はAlにより形成され、前記Alの直径20μm以上300μm以下の粒子個数が、前記Alの全体粒子個数の90%以上占めるように構成されている。
このように前記グリーンシート積層体の焼成工程終了後の前記Alの直径20μm以上300μm以下の粒子個数が、前記Alの全体粒子個数の90%以上占めるように焼成することで、第1の層12から第2の層13への賦活剤の拡散を充分に低減することができる。また、焼成後の成膜、接着等の再加熱工程においても賦活剤の拡散を抑制することが可能となる。
Further, the intermediate layer 14 is formed by Al 2 O 3, the Al 2 O The number of particles diameter 20μm or 300μm below 3, is configured to occupy the Al 2 O 3 of the total number of particles in 90% Yes.
By thus the green sheet the Al 2 300 [mu] m or less in particle number diameter 20μm or more O 3 after firing step is completed the stack is fired to occupy the Al 2 O 3 of the total number of particles in 90% The diffusion of the activator from the first layer 12 to the second layer 13 can be sufficiently reduced. In addition, it becomes possible to suppress the diffusion of the activator in the reheating process such as film formation and adhesion after firing.

また、中間層14を形成するAl粒子の直径は、5μm以上500μm以下であることが、より好ましい。このようなAl粒子の直径であれば、賦活剤の拡散をより効果的に抑制することができ、また、当該粒子が過大となることに伴う機械的強度の低下を抑制することができる。
また、中間層14は、気孔率が1.0%以下であり、直径0.3μm以上3μm以下の気孔が均一分布されていることがより好ましく、それにより、熱応力による割れをより確実に防止することができる。この効果をより確実に得るには、気孔率が0.1%以上、1.0%以下がより好ましい。
The diameter of the Al 2 O 3 particles forming the intermediate layer 14 is more preferably 5 μm or more and 500 μm or less. If the diameter of such Al 2 O 3 particles, the diffusion of the activator can be more effectively suppressed, and the decrease in mechanical strength associated with the excessive particles can be suppressed. it can.
Further, the intermediate layer 14 preferably has a porosity of 1.0% or less, and pores having a diameter of 0.3 μm or more and 3 μm or less are more uniformly distributed, thereby more reliably preventing cracking due to thermal stress. can do. In order to obtain this effect more reliably, the porosity is more preferably 0.1% or more and 1.0% or less.

また、第2の層13は、賦活剤の有無以外は第1の層12と同等の材質、具体的には、第1の層12の賦活剤の含有量の10%以下のYAG系材料とAlとからなる。
このように第2の層13を形成することによって、当該波長変換焼成体(波長変換積層複合体)10をLEDランプ或いはLDランプとして用いた場合、LED素子やLD素子の発熱に伴う複合体の反りの発生を抑制することができる。
The second layer 13 is made of the same material as the first layer 12 except for the presence or absence of an activator, specifically, a YAG-based material that is 10% or less of the activator content of the first layer 12. It consists of Al 2 O 3 .
By forming the second layer 13 in this way, when the wavelength conversion fired body (wavelength conversion laminated composite) 10 is used as an LED lamp or an LD lamp, The occurrence of warpage can be suppressed.

また、前記第1の層12におけるYAG系蛍光性材とAlの容積組成比は、YAG系蛍光性材料が、22容積%以上35容積%以下で、Al65容積%以上78容積%以下の範囲内にある。
また、前記第2の層13におけるYAG系材料とAlの容積組成比は、YAG系材料が、22容積%以上35容積%以下で、Al65容積%以上78容積%以下の範囲内にある。
また、前記第1の層12、第2の層13、中間層14の各層においてAl粒子同士は連結されると共に、各層12,13,14の界面においてもAl粒子同士が連結される連結構造を有している。
即ち、波長変換焼成体(波長変換積層複合体)11は、上記組成比からなる第1の層12と第2の層13とが、Alからなる中間層14を狭持する構造であり、また、前記3つの層がAl同士の連結構造を有し、各層界面においてもAl同士の連結構造を有している。
The volume composition ratio between the YAG fluorescent material and Al 2 O 3 in the first layer 12 is 22% to 35% by volume of YAG fluorescent material and 65% by volume of Al 2 O 3. It is in the range of not less than 78% by volume .
The volume composition ratio between the YAG-based material and Al 2 O 3 in the second layer 13 is 22% to 35% by volume for YAG-based material, and 65% to 78% by volume for Al 2 O 3. Within the following range.
Further, the first layer 12, second layer 13, together with the Al 2 O 3 grains in each layer of the intermediate layer 14 is connected, is Al 2 O 3 grains even at the interface of each layer 12, 13, 14 It has a connecting structure to be connected.
That is, the wavelength conversion fired body (wavelength conversion laminate composite) 11 has a structure in which the first layer 12 having the above composition ratio and the second layer 13 sandwich the intermediate layer 14 made of Al 2 O 3. There also the three layers has a connection structure between the Al 2 O 3, and a connecting structure between the Al 2 O 3 even in each layer interface.

特に、第1の層12と第2の層13とは、それぞれ所定の組成比でAlを含むため充分な強度を有し、各層間の熱膨張係数差に伴う使用時の熱応力による割れ発生を抑制することができる。この割れ発生をより低くするためには、第1の層12及び第2の層13のAl容積組成比を±5容積%以内で均一化することが好ましい。また、第1の層12での放熱性が向上するため、熱籠もりによる発光効率の低下も抑制することができる。また、LEDパッケージ等のヒートシンクへの放熱性も優れたものとすることができる。 In particular, each of the first layer 12 and the second layer 13 has sufficient strength because it contains Al 2 O 3 at a predetermined composition ratio, and thermal stress during use accompanying a difference in thermal expansion coefficient between the respective layers. It is possible to suppress the occurrence of cracks due to. In order to further reduce the occurrence of this crack, it is preferable to make the Al 2 O 3 volume composition ratio of the first layer 12 and the second layer 13 uniform within ± 5% by volume. Moreover, since the heat dissipation in the 1st layer 12 improves, the fall of the light emission efficiency by heat soaking can also be suppressed. In addition, heat dissipation to a heat sink such as an LED package can be excellent.

また、各層12,13,14の界面においてAl粒子同士が連結する連結構造を有しているため、各層間の屈折率差に伴う光の界面反射量を低減することができ、その結果、発光効率の低下を抑制することができる。また、Al粒子同士の連結構造を有しているため、前記第1の層12での熱こもりによる発熱効率の低下も抑制することができる。またヒートシンクとしてのデバイスケーシングへの放熱性も向上させることができる。 In addition, since the Al 2 O 3 particles are connected to each other at the interfaces of the layers 12, 13, and 14, it is possible to reduce the amount of light interface reflection caused by the difference in refractive index between the layers. As a result, a decrease in luminous efficiency can be suppressed. In addition, since the Al 2 O 3 particles are connected to each other, a decrease in heat generation efficiency due to the heat accumulation in the first layer 12 can be suppressed. Moreover, the heat dissipation to the device casing as a heat sink can also be improved.

尚、「第1の層12に含まれるYAG系蛍光性材料の容積組成比(容積%)×厚さ(μm)」をA(vol%・μm)とし、「第2の層3に含まれるYAG系材料の容積組成比(容積%)×厚さ(μm)」をB(容積%・μm)とすると、A/Bは0.024以上5以下であることがより好ましい。他の条件を満たし、更にこの範囲に形成することで、使用時に発生する反りをより確実に低減することができる。この効果を更に高めるためには、前記A/Bが0.083〜0.360であることが、より好ましい。   Note that “volume composition ratio (volume%) × thickness (μm) of YAG-based fluorescent material included in the first layer 12” is A (vol% · μm), and “included in the second layer 3”. Assuming that “volume composition ratio (volume%) × thickness (μm) of YAG-based material” is B (volume% · μm), A / B is more preferably 0.024 or more and 5 or less. By satisfying other conditions and further forming in this range, it is possible to more reliably reduce warpage that occurs during use. In order to further enhance this effect, the A / B is more preferably 0.083 to 0.360.

また、前記第1の層12に含まれるYAG系蛍光性材料と、前記第2の層13に含まれるYAG系材料の平均粒子径は0.5μm以上5μm以下とされ、前記第1の層12と第2の層13に含まれるAlの平均粒子径は1μm以上10μm以下とされる。
前記のように粒子径を設定することにより、出射光の散乱性を良好なものとし、視野角での色ムラをより低減できると共に、特に第1の層でのYAG系蛍光性材料の不均質分布に伴う出射光の面内色ムラをより低減することができる。
The YAG fluorescent material contained in the first layer 12 and the YAG material contained in the second layer 13 have an average particle size of 0.5 μm or more and 5 μm or less. The average particle diameter of Al 2 O 3 contained in the second layer 13 is 1 μm or more and 10 μm or less.
By setting the particle size as described above, the scattering property of the emitted light is improved, the color unevenness at the viewing angle can be further reduced, and in particular, the heterogeneity of the YAG-based fluorescent material in the first layer The in-plane color unevenness of the emitted light accompanying the distribution can be further reduced.

また、前記第1の層2中の賦活剤含有のYAG系蛍光材料の容積組成比をaとした場合、aが22〜35であり、前記第2の層3中のYAG系材料の容積組成比をbとした場合、bが25〜40であり、かつ前記bが前記aよりも大きいことがより好ましい。
上記波長変換焼成体(波長変換積層複合体)を、図3に示すように、前記第2の層13を発光素子15の上面に位置し、発光素子より青色光を照射する様に用いることにより、発光素子より放たれた青色光がYAG系材料の容積組成比が大きい第2の層13でより拡散し、前記第1の層12に照射される際、青色光はより均質に拡散した状態となり、局所的な照射ムラに伴う発熱を抑制でき、発光効率をより向上させることができる。
尚、この第2に実施形態においても、第1の実施形態で述べたように、前記第1の層12及び第2の層13の表面は非加工で露出する焼成面で、測定長4mmでの10点平均の算術平均粗さRaが0.1μm以上0.5μm以下であり、前記表面に露出する前記YAG系蛍光性材料の粒子及びYAG系材料の測定長1μmでの20点平均の算術平均粗さRa1が0.2nm以上0.5nm以下で、前記表面に露出するAlの粒子の測定長1μmでの20点平均の算術平均粗さRa2が0.3nm以上0.7nm以下に形成されている。
Further, when the volume composition ratio of the activator-containing YAG fluorescent material in the first layer 2 is a, a is 22 to 35, and the volume composition of the YAG material in the second layer 3 is When the ratio is b, it is more preferable that b is 25 to 40 and the b is larger than the a.
By using the wavelength conversion fired body (wavelength conversion laminate composite) as shown in FIG. 3 such that the second layer 13 is positioned on the upper surface of the light emitting element 15 and is irradiated with blue light from the light emitting element. The blue light emitted from the light emitting element is more diffused in the second layer 13 having a large volume composition ratio of the YAG-based material, and the blue light is more uniformly diffused when irradiated to the first layer 12. Thus, heat generation due to local irradiation unevenness can be suppressed, and the light emission efficiency can be further improved.
In the second embodiment as well, as described in the first embodiment, the surfaces of the first layer 12 and the second layer 13 are unfired exposed surfaces and have a measurement length of 4 mm. The arithmetic average roughness Ra of 10 points averages from 0.1 μm to 0.5 μm, and the average of 20 points of the YAG-based fluorescent material particles exposed on the surface and the measured length of 1 μm of the YAG-based material is calculated. The average roughness Ra1 is 0.2 nm or more and 0.5 nm or less, and the arithmetic average roughness Ra2 of 20 points average at a measurement length of 1 μm of the Al 2 O 3 particles exposed on the surface is 0.3 nm or more and 0.7 nm or less. Is formed.

以下、本発明を実施例に基づきさらに具体的に説明するが、本発明は下記実施例により制限されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated more concretely based on an Example, this invention is not restrict | limited by the following Example.

(YAl12:Ce+Al焼成体の試料の作製)
平均粒径0.5μm、純度99.9%の酸化セリウム粉末と、平均粒径1.2μm、純度99.9%の酸化イットリウム粉末と、平均粒径0.4μm、純度99.9%の酸化アルミニウム粉末と、を所定の配合比率で混合し、原料粉末を得た。
この原料粉末に、エタノール、ポリビニルブチラール(PVB)系バインダ及びグリセリン系可塑剤を添加し、酸化アルミニウムボールを用いたボールミルにて40時間粉砕混合を行い、スラリーを調製した。
(Preparation of Y 3 Al 5 O 12 : Ce + Al 2 O 3 fired sample)
Cerium oxide powder having an average particle size of 0.5 μm and a purity of 99.9%; yttrium oxide powder having an average particle size of 1.2 μm and a purity of 99.9%; and oxidation having an average particle size of 0.4 μm and a purity of 99.9% Aluminum powder was mixed at a predetermined blending ratio to obtain a raw material powder.
Ethanol, polyvinyl butyral (PVB) binder and glycerin plasticizer were added to the raw material powder, and pulverized and mixed in a ball mill using aluminum oxide balls for 40 hours to prepare a slurry.

このスラリーを用いて、ドクターブレード法により、所定厚さのグリーンシートを成形した。得られたグリーンシートを、大気中で脱脂、仮焼後、1.0×10-2Pa以下の真空雰囲気下で焼成し、YAl12:Ce+Al焼成体を作製した(実施例1〜実施例18、比較例1〜比較例5)。
尚、YAl12:Ce+Al焼成体の気孔率、焼成面の測定長4mmでの10点平均の算術平均粗さ、蛍光性材料粒子及び透光性材料粒子の測定長1μmでの20点平均の算術平均粗さ、蛍光性材料粒子及び透光性材料粒子の20個平均直径は、焼成温度を1500℃〜1750℃の範囲で、またY原料、CeO原料、及びAl原料の平均粒径を上記数値範囲内で、適宜変更することで表1になるものを作製した。
Using this slurry, a green sheet having a predetermined thickness was formed by a doctor blade method. The obtained green sheet was degreased and calcined in the air, and then fired in a vacuum atmosphere of 1.0 × 10 −2 Pa or less to prepare a Y 3 Al 5 O 12 : Ce + Al 2 O 3 fired body ( Examples 1 to 18 and Comparative Examples 1 to 5).
In addition, the porosity of Y 3 Al 5 O 12 : Ce + Al 2 O 3 fired body, the arithmetic average roughness of 10 points average at a measurement length of 4 mm on the fired surface, the measurement length of fluorescent material particles and translucent material particles 1 μm The 20-point average arithmetic average roughness, the 20 average diameters of the fluorescent material particles and the light-transmitting material particles in the range of 1500 ° C. to 1750 ° C., Y 2 O 3 raw material, and CeO 2 raw material , and an average particle size of the Al 2 O 3 raw material in the above range, was prepared made in Table 1 by properly changing.

また、比較例3においては、上記実施例11と同等の条件でYAl12:Ce+Al焼成体を作製し、その後、入射面及び出射面を3μmのダイヤモンドスラリーを用い鏡面加工を施した。
更に、比較例4においては、上記実施例14と同等の条件でYAl12:Ce+Al焼成体を作製し、その後、入射面及び出射面を#200(メッシュ)の固定砥粒を用い、平面研削加工機により、研削加工を施した。
更に、比較例5においては、上記実施例15と同等の条件でYAl12:Ce+Al焼成体を作製し、その後、入射面及び出射面を熱濃硫酸(25%HSO,150℃)にてエッチング加工を施した。
上記実施例1〜実施例18、比較例1〜比較例5を、表1、表2に示す。
Moreover, in Comparative Example 3, a Y 3 Al 5 O 12 : Ce + Al 2 O 3 fired body was produced under the same conditions as in Example 11, and then the incident surface and the exit surface were mirror-finished using a 3 μm diamond slurry. Was given.
Furthermore, in Comparative Example 4, a Y 3 Al 5 O 12 : Ce + Al 2 O 3 fired body was produced under the same conditions as in Example 14, and thereafter the incident surface and the exit surface were fixed abrasive of # 200 (mesh). The grains were ground by a surface grinding machine.
Further, in Comparative Example 5, a Y 3 Al 5 O 12 : Ce + Al 2 O 3 fired body was produced under the same conditions as in Example 15, and thereafter, the incident surface and the output surface were heated concentrated sulfuric acid (25% H 2 Etching was performed at SO 4 , 150 ° C.).
Tables 1 and 2 show Examples 1 to 18 and Comparative Examples 1 to 5, respectively.

(YGdAl12:Ce+Al焼成体の試料の作製)
平均粒径0.5μm、純度99.9%の酸化セリウム粉末と、平均粒径1.2μm、純度99.9%の酸化イットリウム粉末と、平均粒径0.5μm、純度99.9%の酸化ガドリニウム粉末と、平均粒径0.4μm、純度99.9%の酸化アルミニウム粉末とを所定の配合比率で混合し、原料粉末を得た。
この原料粉末に、エタノール、ポリビニルブチラール(PVB)系バインダ及びグリセリン系可塑剤を添加し、酸化アルミニウムボールを用いたボールミルにて40時間粉砕混合を行い、スラリーを調製した。
このスラリーを用いて、ドクターブレード法により、所定厚さのグリーンシートを成形した。得られたグリーンシートを、大気中で脱脂、仮焼後、1.0×10-2Pa以下の真空雰囲気下で焼成し、YGdAl12:Ce+Al焼成体を作製した。
そして、実施例19〜実施例36、比較例6〜比較例10にかかる焼成体を得た。上記実施例19〜実施例36、比較例6〜比較例10を、表3、表4に示す。
尚、実施例19〜実施例36及び比較例6,7における各特性値の変更は、上述のYAl12:Ce+Al焼成体の場合と同様にして行った。比較例8(実施例31と同等のYGdAl12:Ce+Al焼成体)、比較例9(実施例36と同等のYGdAl12:Ce+Al焼成体)、比較例10(実施例25と同等のYGdAl12:Ce+Al焼成体)は、比較例3,4,5と同様な条件で鏡面加工、研削加工、エッチング加工を施した。
(Preparation of Y 2 Gd 1 Al 5 O 12 : Ce + Al 2 O 3 fired sample)
Cerium oxide powder having an average particle size of 0.5 μm and a purity of 99.9%; yttrium oxide powder having an average particle size of 1.2 μm and a purity of 99.9%; and oxidation having an average particle size of 0.5 μm and a purity of 99.9% Gadolinium powder and aluminum oxide powder having an average particle size of 0.4 μm and a purity of 99.9% were mixed at a predetermined blending ratio to obtain a raw material powder.
Ethanol, polyvinyl butyral (PVB) binder and glycerin plasticizer were added to the raw material powder, and pulverized and mixed in a ball mill using aluminum oxide balls for 40 hours to prepare a slurry.
Using this slurry, a green sheet having a predetermined thickness was formed by a doctor blade method. The obtained green sheet is degreased and calcined in the air, and then fired in a vacuum atmosphere of 1.0 × 10 −2 Pa or less to produce a Y 2 Gd 1 Al 5 O 12 : Ce + Al 2 O 3 fired body. did.
And the sintered body concerning Example 19- Example 36 and Comparative Example 6- Comparative Example 10 was obtained. Tables 3 and 4 show Examples 19 to 36 and Comparative Examples 6 to 10.
Incidentally, the change of the characteristic values in the examples 19 to Example 36 and Comparative Examples 6 and 7, the above-mentioned Y 3 Al 5 O 12: it was performed in the same manner as in the Ce + Al 2 O 3 sintered body. Comparative Example 8 (Y 2 Gd 1 Al 5 O 12 equivalent to Example 31: Ce + Al 2 O 3 fired body), Comparative Example 9 (Y 2 Gd 1 Al 5 O 12 equivalent to Example 36: Ce + Al 2 O 3 Fired body) and Comparative Example 10 (Y 2 Gd 1 Al 5 O 12 : Ce + Al 2 O 3 fired body equivalent to Example 25) are mirror-finished and ground under the same conditions as in Comparative Examples 3, 4 and 5. Etching was applied.

(LuAl:Ce+Al焼成体の試料の作製)
平均粒径0.5μm、純度99.9%の酸化セリウム粉末と、平均粒径1.7μm、純度99.9%の酸化ルテチウム粉末と、平均粒径0.4μm、純度99.9%の酸化アルミニウム粉末と,を所定の配合比率で混合し、原料粉末を得た。
この原料粉末に、エタノール、ポリビニルブチラール(PVB)系バインダ及びグリセリン系可塑剤を添加し、酸化アルミニウムボールを用いたボールミルにて40時間粉砕混合を行い、スラリーを調製した。
このスラリーを用いて、ドクターブレード法により、所定厚さのグリーンシートを成形した。得られたグリーンシートを、大気中で脱脂、仮焼後、1.0×10-2Pa以下の真空雰囲気下で焼成し、LuAl12:Ce+Al焼成体を作製した(実施例37)。尚、実施例37を表5、表6に示す。
(Preparation of Lu 3 Al 5 O 1 : Ce + Al 2 O 3 fired body sample)
Cerium oxide powder having an average particle size of 0.5 μm and a purity of 99.9%, lutetium oxide powder having an average particle size of 1.7 μm and a purity of 99.9%, and oxidation having an average particle size of 0.4 μm and a purity of 99.9% Aluminum powder was mixed at a predetermined blending ratio to obtain a raw material powder.
Ethanol, polyvinyl butyral (PVB) binder and glycerin plasticizer were added to the raw material powder, and pulverized and mixed in a ball mill using aluminum oxide balls for 40 hours to prepare a slurry.
Using this slurry, a green sheet having a predetermined thickness was formed by a doctor blade method. The obtained green sheet was degreased and calcined in the air, and then fired in a vacuum atmosphere of 1.0 × 10 −2 Pa or less to prepare a Lu 2 Al 5 O 12 : Ce + Al 2 O 3 fired body ( Example 37). Example 37 is shown in Tables 5 and 6.

(YGaAl:Ce+AlO焼成体の試料の作製)
平均粒径0.5μm、純度99.9%の酸化セリウム粉末と、平均粒径1.2μm、純度99.9%の酸化イットリウム粉末と、平均粒径2μm、純度99.9%の酸化ガリウム粉末と、平均粒径0.4μm、純度99.9%の酸化アルミニウム粉末とを所定の配合比率で混合し、原料粉末を得た。
この原料粉末に、エタノール、ポリビニルブチラール(PVB)系バインダ及びグリセリン系可塑剤を添加し、酸化アルミニウムボールを用いたボールミルにて40時間粉砕混合を行い、スラリーを調製した。
このスラリーを用いて、ドクターブレード法により、所定厚さのグリーンシートを成形した。得られたグリーンシートを、大気中で脱脂、仮焼後、1.0×10-2Pa以下の真空雰囲気下で焼成し、YGaAl12:Ce+Al焼成体を作製した(実施例38)。尚、実施例38を表5、表6に示す。
(Production of Y 3 Ga 1 Al 4 O 1 : Ce + Al 2 O fired body sample)
Cerium oxide powder having an average particle size of 0.5 μm and a purity of 99.9%; yttrium oxide powder having an average particle size of 1.2 μm and a purity of 99.9%; and gallium oxide powder having an average particle size of 2 μm and a purity of 99.9% And an aluminum oxide powder having an average particle size of 0.4 μm and a purity of 99.9% were mixed at a predetermined blending ratio to obtain a raw material powder.
Ethanol, polyvinyl butyral (PVB) binder and glycerin plasticizer were added to the raw material powder, and pulverized and mixed in a ball mill using aluminum oxide balls for 40 hours to prepare a slurry.
Using this slurry, a green sheet having a predetermined thickness was formed by a doctor blade method. The obtained green sheet is degreased and calcined in the air, and then fired in a vacuum atmosphere of 1.0 × 10 −2 Pa or less to produce a Y 3 Ga 1 Al 4 O 12 : Ce + Al 2 O 3 fired body. (Example 38). Example 38 is shown in Tables 5 and 6.

(LuScAl12:Ce+Al焼成体の試料の作製)
平均粒径0.5μm、純度99.9%の酸化セリウム粉末と、平均粒径1.7μm、純度99.9%の酸化ルテチウム粉末と、平均粒径0.3μm、純度99.9%の酸化スカンジウム粉末と、平均粒径0.4μm、純度99.9%の酸化アルミニウム粉末とを所定の配合比率で混合し、原料粉末を得た。
この原料粉末に、エタノール、ポリビニルブチラール(PVB)系バインダ及びグリセリン系可塑剤を添加し、酸化アルミニウムボールを用いたボールミルにて40時間粉砕混合を行い、スラリーを調製した。
このスラリーを用いて、ドクターブレード法により、所定厚さのグリーンシートを成形した。得られたグリーンシートを、大気中で脱脂、仮焼後、1.0×10-2Pa以下の真空雰囲気下で焼成し、LuScAl:Ce+Al焼成体を作製した(実施例39)。尚、実施例39を表5、表6に示す。
(Preparation of a sample of Lu 3 Sc 1 Al 4 O 12 : Ce + Al 2 O 3 fired body)
Cerium oxide powder having an average particle size of 0.5 μm and a purity of 99.9%; lutetium oxide powder having an average particle size of 1.7 μm and a purity of 99.9%; and oxidation having an average particle size of 0.3 μm and a purity of 99.9% Scandium powder and aluminum oxide powder having an average particle size of 0.4 μm and a purity of 99.9% were mixed at a predetermined blending ratio to obtain a raw material powder.
Ethanol, polyvinyl butyral (PVB) binder and glycerin plasticizer were added to the raw material powder, and pulverized and mixed in a ball mill using aluminum oxide balls for 40 hours to prepare a slurry.
Using this slurry, a green sheet having a predetermined thickness was formed by a doctor blade method. The obtained green sheet is degreased and calcined in the air, and then fired in a vacuum atmosphere of 1.0 × 10 −2 Pa or less to produce a Lu 3 Sc 1 Al 4 O 1 : Ce + Al 2 O 3 fired body. (Example 39). Example 39 is shown in Tables 5 and 6.

(LuGaAl12:Ce+Al焼成体の試料の作製)
平均粒径0.5μm、純度99.9%の酸化セリウム粉末と、平均粒径1.7μm、純度99.9%の酸化ルテチウム粉末と、平均粒径2μm、純度99.9%の酸化ガリウム粉末と、平均粒径0.4μm、純度99.9%の酸化アルミニウム粉末と、を所定の配合比率で混合し、原料粉末を得た。
この原料粉末に、エタノール、ポリビニルブチラール(PVB)系バインダ及びグリセリン系可塑剤を添加し、酸化アルミニウムボールを用いたボールミルにて40時間粉砕混合を行い、スラリーを調製した。
このスラリーを用いて、ドクターブレード法により、所定厚さのグリーンシートを成形した。得られたグリーンシートを、大気中で脱脂、仮焼後、1.0×10-2Pa以下の真空雰囲気下で焼成し、LuGaAl12:Ce+Al焼成体を作製した(実施例40)。尚、実施例40を表5、表6に示す。
(Preparation of a sample of Lu 3 Ga 1 Al 4 O 12 : Ce + Al 2 O 3 fired body)
Cerium oxide powder having an average particle size of 0.5 μm and purity of 99.9%, lutetium oxide powder having an average particle size of 1.7 μm and purity of 99.9%, and gallium oxide powder having an average particle size of 2 μm and purity of 99.9% And an aluminum oxide powder having an average particle size of 0.4 μm and a purity of 99.9% were mixed at a predetermined mixing ratio to obtain a raw material powder.
Ethanol, polyvinyl butyral (PVB) binder and glycerin plasticizer were added to the raw material powder, and pulverized and mixed in a ball mill using aluminum oxide balls for 40 hours to prepare a slurry.
Using this slurry, a green sheet having a predetermined thickness was formed by a doctor blade method. The obtained green sheet is degreased and calcined in the air, and then fired in a vacuum atmosphere of 1.0 × 10 −2 Pa or less to produce a Lu 3 Ga 1 Al 4 O 12 : Ce + Al 2 O 3 fired body. (Example 40). Example 40 is shown in Tables 5 and 6.

(YScAl12:Ce+Al焼成体の試料の作製)
平均粒径0.5μm、純度99.9%の酸化セリウム粉末と、平均粒径1.2μm、純度99.9%の酸化イットリウム粉末と、平均粒径0.3μm、純度99.9%の酸化スカンジウム粉末と、平均粒径0.4μm、純度99.9%の酸化アルミニウム粉末とを所定の配合比率で混合し、原料粉末を得た。
この原料粉末に、エタノール、ポリビニルブチラール(PVB)系バインダ及びグリセリン系可塑剤を添加し、酸化アルミニウムボールを用いたボールミルにて40時間粉砕混合を行い、スラリーを調製した。
このスラリーを用いて、ドクターブレード法により、所定厚さのグリーンシートを成形した。得られたグリーンシートを、大気中で脱脂、仮焼後、1.0×10-2Pa以下の真空雰囲気下で焼成し、YScAl12:Ce+Al焼成体を作製した(実施例41)。尚、実施例41を表5、表6に示す。
(Preparation of a sample of Y 3 Sc 1 Al 4 O 12 : Ce + Al 2 O 3 fired body)
Cerium oxide powder having an average particle size of 0.5 μm and a purity of 99.9%; yttrium oxide powder having an average particle size of 1.2 μm and a purity of 99.9%; and oxidation having an average particle size of 0.3 μm and a purity of 99.9% Scandium powder and aluminum oxide powder having an average particle size of 0.4 μm and a purity of 99.9% were mixed at a predetermined blending ratio to obtain a raw material powder.
Ethanol, polyvinyl butyral (PVB) binder and glycerin plasticizer were added to the raw material powder, and pulverized and mixed in a ball mill using aluminum oxide balls for 40 hours to prepare a slurry.
Using this slurry, a green sheet having a predetermined thickness was formed by a doctor blade method. The obtained green sheet is degreased and calcined in the air, and then fired in a vacuum atmosphere of 1.0 × 10 −2 Pa or less to produce a Y 3 Sc 1 Al 4 O 12 : Ce + Al 2 O 3 fired body. (Example 41). Example 41 is shown in Tables 5 and 6.

(TbAl12:Ce+Al焼成体の試料の作製)
平均粒径0.5μm、純度99.9%の酸化セリウム粉末と、平均粒径0.7μm、純度99.9%の酸化テルビウム粉末と、平均粒径0.4μm、純度99.9%の酸化アルミニウム粉末と、を所定の配合比率で混合し、原料粉末を得た。
この原料粉末に、エタノール、ポリビニルブチラール(PVB)系バインダ及びグリセリン系可塑剤を添加し、酸化アルミニウムボールを用いたボールミルにて40時間粉砕混合を行い、スラリーを調製した。
このスラリーを用いて、ドクターブレード法により、所定厚さのグリーンシートを成形した。得られたグリーンシートを、大気中で脱脂、仮焼後、1.0×10-2Pa以下の真空雰囲気下で焼成し、TbAl12:Ce+Al焼成体を作製した(実施例42)。尚、実施例42を表5、表6に示す。
(Preparation of a sample of Tb 3 Al 5 O 12 : Ce + Al 2 O 3 fired body)
Cerium oxide powder having an average particle size of 0.5 μm and a purity of 99.9%, terbium oxide powder having an average particle size of 0.7 μm and a purity of 99.9%, and oxidation having an average particle size of 0.4 μm and a purity of 99.9% Aluminum powder was mixed at a predetermined blending ratio to obtain a raw material powder.
Ethanol, polyvinyl butyral (PVB) binder and glycerin plasticizer were added to the raw material powder, and pulverized and mixed in a ball mill using aluminum oxide balls for 40 hours to prepare a slurry.
Using this slurry, a green sheet having a predetermined thickness was formed by a doctor blade method. The obtained green sheet was degreased and calcined in the air, and then fired in a vacuum atmosphere of 1.0 × 10 −2 Pa or less to prepare a Tb 3 Al 5 O 12 : Ce + Al 2 O 3 fired body ( Example 42). Example 42 is shown in Tables 5 and 6.

(YbAl12:Ce+Al焼成体の試料の作製)
平均粒径0.5μm、純度99.9%の酸化セリウム粉末と、平均粒径0.4μm、純度99.9%の酸化イッテルビウム粉末と、平均粒径0.4μm、純度99.9%の酸化アルミニウム粉末と、を所定の配合比率で混合し、原料粉末を得た。
この原料粉末に、エタノール、ポリビニルブチラール(PVB)系バインダ及びグリセリン系可塑剤を添加し、酸化アルミニウムボールを用いたボールミルにて40時間粉砕混合を行い、スラリーを調製した。
このスラリーを用いて、ドクターブレード法により、所定厚さのグリーンシートを成形した。得られたグリーンシートを、大気中で脱脂、仮焼後、1.0×10-2Pa以下の真空雰囲気下で焼成し、YbAl12:Ce+Al焼成体を作製した(実施例43)。尚、実施例43を表5、表6に示す。
尚、上記実施例37〜実施例43における各特性値の変更は、上記のYAl12:Ce+Al焼成体の場合と同様にして行った。また、実施例1〜43及び比較例1〜10の焼成体における入射面2及び出射面3以外の4つの側面は、#150(メッシュ)の固定砥粒を用い平面研削加工機により研削を行い、いずれの側面も測定長100μmでの20点平均の算術平均粗さRaは0.5〜1.5μmの範囲であった。
(Preparation of Yb 3 Al 5 O 12 : Ce + Al 2 O 3 fired body sample)
Cerium oxide powder having an average particle size of 0.5 μm and a purity of 99.9%; ytterbium oxide powder having an average particle size of 0.4 μm and a purity of 99.9%; and oxidation having an average particle size of 0.4 μm and a purity of 99.9% Aluminum powder was mixed at a predetermined blending ratio to obtain a raw material powder.
Ethanol, polyvinyl butyral (PVB) binder and glycerin plasticizer were added to the raw material powder, and pulverized and mixed in a ball mill using aluminum oxide balls for 40 hours to prepare a slurry.
Using this slurry, a green sheet having a predetermined thickness was formed by a doctor blade method. The obtained green sheet was degreased and calcined in the air, and then fired in a vacuum atmosphere of 1.0 × 10 −2 Pa or less to prepare a Yb 3 Al 5 O 12 : Ce + Al 2 O 3 fired body ( Example 43). In addition, Example 43 is shown in Tables 5 and 6.
Note that changing the characteristic values in the examples 37 to example 43, the above-described Y 3 Al 5 O 12: was performed in the same manner as in the Ce + Al 2 O 3 sintered body. In addition, the four side surfaces other than the incident surface 2 and the emission surface 3 in the fired bodies of Examples 1 to 43 and Comparative Examples 1 to 10 are ground by a surface grinding machine using # 150 (mesh) fixed abrasive grains. In any of the side surfaces, the arithmetic average roughness Ra of 20 points at a measurement length of 100 μm was in the range of 0.5 to 1.5 μm.

(各実施例、各比較例の測定)
そして、各実施例、各比較例について、気孔率,20点平均の算術平均粗さRa1、Ra2,入射面及び前記出射面の平均表面粗さRa,蛍光性材料と透光性材料の含有比率,蛍光性材料粒子の20個平均直径d1及び前記透光性材料粒子の20個平均直径d2,発光効率,発光ムラを測定した。
(Measurement of each example and each comparative example)
And about each Example and each comparative example, porosity, arithmetic average roughness Ra1, Ra2 of 20 points average, average surface roughness Ra of an entrance surface and the said output surface, content ratio of fluorescent material and translucent material The 20 average diameters d1 of the fluorescent material particles and the 20 average diameters d2, the luminous efficiency and the emission unevenness of the translucent material particles were measured.

前記気孔率は、アルキメデス法によりを測定した(JIS C 2141)。   The porosity was measured by Archimedes method (JIS C 2141).

また、前記表面に露出するYAl12:Ce粒子及びAl粒子の20点平均の算術平均粗さRa1、Ra2は、バネ定数3N/m、共振周波数75kHzのカンチレバー(シリコンカンチレバー)を用いて、ACモード(タッピングモード)で原子間力顕微鏡(Digital Instruments製 Dimension 5000)を使用し、各サンプルの表面形状をスキャンすることで、測定した。 The arithmetic average roughness Ra1 and Ra2 of 20-point average of Y 3 Al 5 O 12 : Ce particles and Al 2 O 3 particles exposed on the surface is a cantilever (silicon cantilever having a spring constant of 3 N / m and a resonance frequency of 75 kHz. ) Using an atomic force microscope (Dimension 5000, manufactured by Digital Instruments) in AC mode (tapping mode), and scanning the surface shape of each sample.

測定は標準スキャナの最大範囲10μm四方で走査し、その後に、表面形状の特徴が反映されるよう視野の絞込み(拡大)を行った。算術平均粗さの算出は、1μm長さにて実施した。この測定されたRa1、Ra2から、Ra2/Ra1を求めた。   The measurement was performed by scanning a standard scanner with a maximum range of 10 μm square, and then the field of view was narrowed (enlarged) to reflect the characteristics of the surface shape. The arithmetic average roughness was calculated with a length of 1 μm. Ra2 / Ra1 was determined from the measured Ra1 and Ra2.

また、入射面及び前記出射面の算術平均粗さRaは、接触式表面粗さ測定機にて測定長4μmで測定した(JIS B0601−2001)。   Further, the arithmetic average roughness Ra of the incident surface and the exit surface was measured with a contact surface roughness measuring machine at a measurement length of 4 μm (JIS B0601-2001).

また、蛍光性材料と透光性材料の含有比率は、まず蛍光性材料にかかる原料粉末と透光性材料にかかる原料粉末の混合量を変化させたサンプルを粉末X線解析にて測定し、蛍光性材料及び透光性材料のピーク強度比から検量線を作成した。その後、測定試料を測定し、蛍光性材料及び透光性材料の割合を算出した。   In addition, the content ratio of the fluorescent material and the translucent material is measured by powder X-ray analysis of a sample in which the mixing amount of the raw material powder applied to the fluorescent material and the raw material powder applied to the translucent material is changed, A calibration curve was created from the peak intensity ratio of the fluorescent material and the translucent material. Then, the measurement sample was measured and the ratio of a fluorescent material and a translucent material was computed.

前記蛍光性材料粒子の20個平均直径d1及び前記透光性材料粒子の20個平均直径d2は、FE−SEMの反射電子像により、蛍光相と透光相を特定し、それぞれの粒子直径を測定した。尚、1つの粒子の直径は、最長径と最短径を測定し、これを2で割った値とした。   The 20 average diameters d1 of the fluorescent material particles and the 20 average diameters d2 of the translucent material particles specify the fluorescent phase and the translucent phase based on the reflected electron image of the FE-SEM. It was measured. In addition, the diameter of one particle | grain was made into the value which measured the longest diameter and the shortest diameter, and divided this by 2.

また、発光効率は、1mm四方、厚さ0.1mmに加工後、青色LED素子(発光領域1mm四方、発光波長460nm)上にシリコーン樹脂で固定した。発光を積分球にて集光後、分光器(オーシャンオプティクス社製「USB4000 ファイバメルチチャンネル分光器」)を用いて、発光スペクトルを測定した。
得られたスペクトルから発光ピーク波長及び吸収量で規格化した発光強度を算出した。発光強度は市販のYAG:Ce蛍光体(化成オプトニクス社製「P46−Y3」)の測定結果を100とした。
Further, the luminous efficiency was fixed to a blue LED element (light emitting area 1 mm square, emission wavelength 460 nm) with a silicone resin after processing to 1 mm square and a thickness of 0.1 mm. After collecting the luminescence with an integrating sphere, the emission spectrum was measured using a spectroscope (“USB4000 Fiber Melch Channel Spectrometer” manufactured by Ocean Optics).
The emission intensity normalized by the emission peak wavelength and the absorption amount was calculated from the obtained spectrum. The emission intensity was set to 100 based on the measurement result of a commercially available YAG: Ce phosphor (“P46-Y3” manufactured by Kasei Optonix).

発光ムラは、1mm四方、厚さ0.1mmに加工後、背面から直径0.3mmに集光した青色LED光を照射し、前方から分光器(オーシャンオプティクス社製「USB4000 ファイバメルチチャンネル分光器」)を用いて受光した。
得られたスペクトルデータよりCIExを算出した。表に示す値は、5mm四方エリアを0.1mmピッチで51×51(2601ポイント)測定した際の標準偏差を示す。
上記測定結果を表1〜表6に示す。
Light emission unevenness is processed to 1mm square, thickness 0.1mm, and then irradiated with blue LED light condensed to 0.3mm in diameter from the back. Spectrometer ("USB4000 Fiber Melch Channel Spectrometer" manufactured by Ocean Optics) from the front. ).
CIEx was calculated from the obtained spectrum data. The values shown in the table indicate standard deviations when measuring 51 × 51 (2601 points) at a 0.1 mm pitch in a 5 mm square area.
The measurement results are shown in Tables 1-6.

Figure 0006233978
Figure 0006233978

Figure 0006233978
Figure 0006233978

Figure 0006233978
Figure 0006233978

Figure 0006233978
Figure 0006233978

Figure 0006233978
Figure 0006233978

Figure 0006233978
Figure 0006233978

従来例として記載した焼成体表面をエッチング処理した波長変換材料(比較例5)は機械的強度が低く、また色ムラが大きなものであった。
また、上記エッチング処理に変え、研削処理を行った波長変換材料(比較例4)は、機械的強度、色ムラ、いずれも比較例5と同程度のものであった。また、研磨処理を行った。
波長変換材料(比較例3)は発光効率が低いものであった。
これらに対し、表1及び表2から分かる通り、気孔率を1.0%以下とし、焼成面における測定長4mmでの10点平均の算術平均粗さRaを0.1μm〜0.5μm、表面に露出する蛍光性材料粒子及び透光性材料粒子の測定長1μmでの20点平均の算術平均粗さRaを各々0.2nm〜0.5nm,0.3nm〜0.7nmとした本願発明の波長変換焼成体(実施例1〜実施例3)は、更にこれら数値範囲外(比較例1,2)よりも、発光効率が高く、色ムラが小さくなることが確認された。
The wavelength conversion material (Comparative Example 5) obtained by etching the surface of the fired body described as a conventional example has low mechanical strength and large color unevenness.
In addition, the wavelength conversion material (Comparative Example 4) subjected to the grinding process instead of the above etching process had the same mechanical strength and color unevenness as those of Comparative Example 5. Moreover, the grinding | polishing process was performed.
The wavelength conversion material (Comparative Example 3) had a low luminous efficiency.
On the other hand, as can be seen from Table 1 and Table 2, the porosity is 1.0% or less, the arithmetic average roughness Ra of 10 points average at a measurement length of 4 mm on the fired surface is 0.1 μm to 0.5 μm, the surface In the present invention, the 20-point average arithmetic average roughness Ra of the fluorescent material particles and translucent material particles exposed to 1 μm is 0.2 nm to 0.5 nm and 0.3 nm to 0.7 nm, respectively. It was confirmed that the wavelength conversion fired bodies (Examples 1 to 3) had higher luminous efficiency and smaller color unevenness than those outside these numerical ranges (Comparative Examples 1 and 2).

また、更に蛍光性材料粒子及び透光性材料粒子の20個平均直径を各々d1:0.5〜5μm、d2:1〜10μmとし、各粒子の占める割合を各々22〜35容積%,65〜78容積%とした本願発明の波長変換焼成体(実施例5〜7)は、前記実施例1〜3よりも発光効率が高くなり、また色ムラが小さくなることが確認された。
また、更に蛍光性材料粒子の20個平均直径d1を、透光性材料粒子の20個平均直径d2の0.1〜0.78倍とした本願発明の波長変換焼成体(実施例10〜12)は、上記実施例5〜7よりも色ムラが更に小さくなることが確認され、また透光性材料粒子の測定長1μmでの20点平均の算術平均粗さRa2を、蛍光性材料粒子の同Ra1の1.2〜2.0倍とすることで、発光効率が更に向上することが確認された。
Further, the 20 average diameters of the fluorescent material particles and the translucent material particles are d1: 0.5-5 μm and d2: 1-10 μm, respectively, and the proportion of each particle is 22-35% by volume, 65-65, respectively. It was confirmed that the wavelength conversion fired body (Examples 5 to 7) of the present invention having 78% by volume has higher luminous efficiency and smaller color unevenness than those of Examples 1 to 3.
Further, the wavelength conversion fired body of the present invention in which the 20 average diameters d1 of the fluorescent material particles are 0.1 to 0.78 times the 20 average diameters d2 of the light transmissive material particles (Examples 10 to 12). ) Is confirmed to be even smaller in color unevenness than the above Examples 5 to 7, and the arithmetic average roughness Ra2 of the 20-point average at a measurement length of 1 μm of the translucent material particles is set to be the same as that of the fluorescent material particles. It was confirmed that the luminous efficiency was further improved by setting the Ra1 to 1.2 to 2.0 times.

また、表3及び表4から蛍光性材料としてYGdAl12:Ceを用いた波長変換焼成体の場合においても、上記YAl12:Ceの場合と同様であることが確認された。
更に、表5及び表6から蛍光性材料としてLuAl12:Ce、LuGaAl12:Ce、YScAl12:Ce、LuGaAl12:Ce、YScAl12:Ce、TbAl12:Ce、YbAl12:Ceを用いた波長焼成体の場合も、良好な発光効率と小さい色ムラとなることが確認された。
Also, in the case of the wavelength conversion fired body using Y 2 Gd 1 Al 5 O 12 : Ce as the fluorescent material from Table 3 and Table 4, the same as in the case of Y 3 Al 5 O 12 : Ce described above. Was confirmed.
Moreover, Lu from Tables 5 and 6 as a fluorescent material 3 Al 5 O 12: Ce, Lu 3 Ga 1 Al 4 O 12: Ce, Y 3 Sc 1 Al 4 O 12: Ce, Lu 3 Ga 1 Al 4 O 12 : Ce, Y 3 Sc 1 Al 4 O 12 : Ce, Tb 3 Al 5 O 12 : Ce, Yb 3 Al 5 O 12 : Also in the case of a wavelength fired body using Ce, good light emission efficiency and small color unevenness It was confirmed that

以下、本発明の第2の実施形態を実施例に基づきさらに具体的に説明するが、本発明は下記実施例により制限されるものではない。   Hereinafter, although the 2nd Embodiment of this invention is described more concretely based on an Example, this invention is not restrict | limited by the following Example.

(第1の層のグリーンシートの作製)
第2の実施形態における第1層は、前記第1の実施形態の波長変換焼成体に相当するものである。
即ち、平均粒子径0.3〜1.5μmの純度99.9%の酸化セリウム粉末、平均粒子径0.6〜5μmの純度99.9%の酸化イットリウム粉末、及び平均粒子径0.2〜0.9μmの純度99.9%の酸化アルミニウム粉末を表7に示すような後で記載する焼成条件等で焼成した後の組成となるように所定量配合し原料粉末を得た。
前記原料粉末に対してエタノール、PVB系バインダおよびグリセリン系可塑剤を原料粉末に対して添加し、酸化アルミニウムボールを用いたボールミルによって10時間粉砕混合を行い、スラリーを作製した。
そして、得られたスラリーから、ドクターブレード法により、表7に示す所定厚みのグリーンシートを作製した。次に、作製したグリーンシートを口100mmに打ち抜き加工した。
(Preparation of first layer green sheet)
The first layer in the second embodiment corresponds to the wavelength conversion fired body of the first embodiment.
That is, a cerium oxide powder with an average particle size of 0.3 to 1.5 μm and a purity of 99.9%, an yttrium oxide powder with an average particle size of 0.6 to 5 μm and a purity of 99.9%, and an average particle size of 0.2 to A predetermined amount of 0.9 μm-purified aluminum oxide powder having a purity of 99.9% was blended so as to have a composition after firing under the firing conditions described later as shown in Table 7 to obtain a raw material powder.
Ethanol, a PVB binder and a glycerin plasticizer were added to the raw material powder to the raw material powder, and pulverized and mixed by a ball mill using aluminum oxide balls for 10 hours to prepare a slurry.
And the green sheet of the predetermined thickness shown in Table 7 was produced from the obtained slurry by the doctor blade method. Next, the produced green sheet was punched into a 100 mm mouth.

(中間層のグリーンシートの作製)
平均粒子径0.3〜2.1μmの純度99.9%の酸化アルミニウム粉末を、原料粉末とした。後で記載する焼成条件等で焼成した後の酸化アルミニウム粒子の直径が、表8に示す最小値及び最小値の範囲内になるように選定した。
この原料粉末に対してエタノール、PVB系バインダおよびグリセリン系可塑剤を原料粉末に対して添加し、酸化アルミニウムボールを用いたボールミルによって10時間粉砕混合を行い、スラリーを作製した。
そして、得られたスラリーから、ドクターブレード法により、表8に示す所定の厚みのグリーンシートを作製した。次に、作製したグリーンシートを口100mmに打ち抜き加工した。
(Production of intermediate layer green sheet)
An aluminum oxide powder having an average particle size of 0.3 to 2.1 μm and a purity of 99.9% was used as a raw material powder. It selected so that the diameter of the aluminum oxide particle after baking on the baking conditions etc. which are described later may become in the range of the minimum value shown in Table 8, and the minimum value.
Ethanol, PVB binder and glycerin plasticizer were added to the raw material powder to the raw material powder, and pulverized and mixed for 10 hours by a ball mill using aluminum oxide balls to prepare a slurry.
And the green sheet of the predetermined thickness shown in Table 8 was produced from the obtained slurry by the doctor blade method. Next, the produced green sheet was punched into a 100 mm mouth.

(第2の層のグリーンシートの作製)
純度99.9%、平均粒子径0.6〜5μmの酸化イットリウム粉末、純度99.9%、平均粒子径0.2〜0.9μmの酸化アルミニウム粉末を、表9に示すような、後で記載する焼成条件等で焼成した後の組成となるように所定量配合し、原料粉末を得た。
前記原料粉末に対してエタノール、PVB系バインダおよびグリセリン系可塑剤を原料粉末に対して添加し、酸化アルミニウムボールを用いたボールミルによって10時間粉砕混合を行い、スラリーを作製した。
そして、得られたスラリーから、ドクターブレード法により、表9に示す所定厚みのグリーンシートを作製した。次に、作製したグリーンシートを口100mmに打ち抜き加工した。
(Preparation of second layer green sheet)
An yttrium oxide powder having a purity of 99.9% and an average particle size of 0.6 to 5 μm, and an aluminum oxide powder having a purity of 99.9% and an average particle size of 0.2 to 0.9 μm, as shown in Table 9, A predetermined amount was blended so as to obtain a composition after firing under the firing conditions to be described to obtain a raw material powder.
Ethanol, a PVB binder and a glycerin plasticizer were added to the raw material powder to the raw material powder, and pulverized and mixed by a ball mill using aluminum oxide balls for 10 hours to prepare a slurry.
And the green sheet of the predetermined thickness shown in Table 9 was produced from the obtained slurry by the doctor blade method. Next, the produced green sheet was punched into a 100 mm mouth.

(波長変換積層複合体(波長変換焼成体)の作成)
前記第1の層、中間層、第2の層の打ち抜き加工後、第1の層用グリーンシートと、第2の層用グリーンシートとの間に、中間層用のグリーンシートを挟み込み、グリーンシートの積層体した。
次いで、60℃、100MPaの雰囲気下で温間等方圧加圧法(WIP)を行い、積層構造を有する成形体を作製した。
そして、作製した成形体を大気中で脱脂仮焼後、真空雰囲気下、1550〜1750℃で焼成し、波長変換積層複合体(波長変換焼成体)を得た(実施例44〜実施例53、比較例11〜19)。
(Creation of wavelength conversion laminate composite (wavelength conversion fired body))
After punching the first layer, the intermediate layer, and the second layer, the green sheet for the intermediate layer is sandwiched between the green sheet for the first layer and the green sheet for the second layer. The laminate was made.
Subsequently, a warm isostatic pressing method (WIP) was performed in an atmosphere of 60 ° C. and 100 MPa to produce a molded body having a laminated structure.
And after the degreasing calcining in air | atmosphere, the produced molded object was baked at 1550-1750 degreeC in the vacuum atmosphere, and the wavelength conversion laminated composite (wavelength conversion baking body) was obtained (Example 44- Example 53, Comparative Examples 11-19).

[各実施例、各比較例の測定、評価]
(気孔率等の測定)
本発明の第1の実施形態にかかる実施例、比較例と同様な方法で、本発明の第2の実施形態にかかる実施例、比較例について、気孔率,20点平均の算術平均粗さRa1、Ra2,平均表面粗さRa,YAG系蛍光性材料粒子の20個平均直径d1及びAlO粒子の20個平均直径d2,YAG系蛍光性材料とAlの含有比率、YAG系材料とAlの含有比率を測定した。その結果を表7,8,9に示す。
(Al粒子同士の連結の有無)
実施例44〜実施例53、比較例11〜19について、各層及び各層界面におけるAl粒子同士の連結の有無につて検証した。
各層及び各層界面におけるAl粒子同士の連結の有無は、波長変換積層複合体の厚さ方向の任意の垂直断面をSEM(走査型電子顕微鏡)で観察し、各層及び各層界面においてAl粒子同士が連結(結合)しているか否か、確認した。その結果を表10に示す。
[Measurement and evaluation of each example and each comparative example]
(Measurement of porosity, etc.)
In the same manner as the examples and comparative examples according to the first embodiment of the present invention, the porosity and the arithmetic average roughness Ra1 of the 20-point average for the examples and comparative examples according to the second embodiment of the present invention. , Ra2, average surface roughness Ra, 20 average diameter d2, YAG-based fluorescent material and the content ratio of Al 2 O 3 of 20 average diameter d1 and Al 2 O particles YAG fluorescent material particles, YAG-based materials And the content ratio of Al 2 O 3 were measured. The results are shown in Tables 7, 8, and 9.
(Presence or absence of connection between Al 2 O 3 particles)
Example 44 to Example 53 and Comparative Examples 11 to 19, connexion and verified the presence or absence of the connection between the Al 2 O 3 particles in each layer and each layer interface.
The presence or absence of connection between Al 2 O 3 particles at each layer and each layer interface was determined by observing an arbitrary vertical cross section in the thickness direction of the wavelength conversion laminate composite with an SEM (scanning electron microscope), and Al 2 at each layer and each layer interface. It was confirmed whether or not O 3 particles were connected (bonded). The results are shown in Table 10.

(Al粒子個数及び各粒子径の測定)
波長変換積層複合体の厚さ方向の任意の垂直断面をSEM(走査型電子顕微鏡)で観察し、中間層部分を延べ1mmの視野角で撮像した際にAl粒子個数及び各粒子径を測定した。その結果を表8に示す。
(Measurement of the number of Al 2 O 3 particles and each particle size)
When an arbitrary vertical cross section in the thickness direction of the wavelength conversion laminate composite is observed with an SEM (scanning electron microscope) and the intermediate layer portion is imaged with a total viewing angle of 1 mm 2 , the number of Al 2 O 3 particles and each particle The diameter was measured. The results are shown in Table 8.

(焼成後の第1層と第2層におけるCe濃度(atom%)の測定)
焼成後の第1層と第2層におけるCe濃度(atom%)の測定は、各層をそれぞれ、研削加工により削り出した後、ICP発光分析により測定した。
(Measurement of Ce concentration (atom%) in first layer and second layer after firing)
The Ce concentration (atom%) in the first layer and the second layer after firing was measured by ICP emission analysis after each layer was cut out by grinding.

(色ムラの測定)
色ムラは、1mm四方に加工後、背面から直径0.3mmに集光した青色LED光を照射し、前方から分光器(オーシャンオプティクス社製「USB4000 ファイバメルチチャンネル分光器」)を用いて受光した。
得られたスペクトルデータよりCIExを算出した。表5に示す値は、5mm四方エリアを0.1mmピッチで51×51(2601ポイント)測定した際の標準偏差を示す。
(Measurement of uneven color)
Color unevenness is processed into 1 mm square, irradiated with blue LED light condensed to a diameter of 0.3 mm from the back, and received from the front using a spectroscope ("USB4000 Fiber Melch Channel Spectrometer" manufactured by Ocean Optics). .
CIEx was calculated from the obtained spectrum data. The values shown in Table 5 indicate standard deviations when measuring 51 × 51 (2601 points) at a 0.1 mm pitch in a 5 mm square area.

(色度(蛍光ピーク波長)、発光効率の測定)
色度および発光効率は、1mm四方に加工後、青色LED素子(発光領域1mm四方、発光波長460nm)上にシリコーン樹脂で固定した。発光を積分球にて集光後、分光器(オーシャンオプティクス社製「USB4000 ファイバメルチチャンネル分光器」)を用いて、発光スペクトルを測定した。
得られたスペクトルから蛍光ピーク波長の計測および吸収量で規格化した発光強度を算出した。蛍光ピーク波長は第2層にCeが拡散するほど、短波長よりとなる。青色光と組み合わせ所望の白色光(8000K以下)を得るためには発光ピーク波長は540nm以上である必要がある。
発光強度(発光効率)は市販のYAG:Ce蛍光体(化成オプトニクス社製「P46−Y3」)の測定結果を100とした。
(Measurement of chromaticity (fluorescence peak wavelength) and luminous efficiency)
The chromaticity and luminous efficiency were processed to 1 mm square and then fixed with a silicone resin on a blue LED element (light emitting area 1 mm square, emission wavelength 460 nm). After collecting the luminescence with an integrating sphere, the emission spectrum was measured using a spectroscope (“USB4000 Fiber Melch Channel Spectrometer” manufactured by Ocean Optics).
The emission intensity normalized by the measurement of the fluorescence peak wavelength and the amount of absorption was calculated from the obtained spectrum. The fluorescence peak wavelength becomes shorter as Ce diffuses in the second layer. In order to obtain desired white light (8000 K or less) in combination with blue light, the emission peak wavelength needs to be 540 nm or more.
Luminous intensity (luminous efficiency) was set to 100 as a measurement result of a commercially available YAG: Ce phosphor (“P46-Y3” manufactured by Kasei Optonix).

Figure 0006233978
Figure 0006233978

Figure 0006233978
Figure 0006233978

Figure 0006233978
Figure 0006233978

Figure 0006233978
Figure 0006233978

以上の結果、実施例44〜53のように、Alにより形成された中間層において直径20μm以上300μm以下の粒子が全体粒子個数の90%以上を占めることにより、焼成後の第2の層におけるCe(賦活剤)濃度を充分に低いものとすることができ、第2の層へのCe(賦活剤)の拡散を抑制することができることが確認された。
また、実施例44〜53のように、前記第1の層、中間層及び第2の層はいずれも気孔率が1.0%以下の焼成体からなり、前記第1の層及び第2の層の表面は非加工で露出する焼成面で、測定長4mmでの10点平均の算術平均粗さRaが0.1μm以上0.5μm以下であり、前記表面に露出する前記YAG系蛍光性材料の粒子及びYAG系材料の測定長1μmでの20点平均の算術平均粗さRa1が0.2nm以上0.5nm以下で、前記表面に露出するAlの粒子の測定長1μmでの20点平均の算術平均粗さRa2が0.3nm以上0.7nm以下の場合に、出射光の色ムラを抑制され、かつ優れた発光効率を有することが確認された。
更に、実施例44〜47、49〜50、52、53のように、第1の層における賦活剤含有のYAG系蛍光性材料の粒子及び前記第2の層におけるYAG系材料の粒子の20個平均直径d1は0.5μm以上5μm以下で、前記第1,2の層の各層における前記Alの粒子の20個平均直径d2は1μm以上10μm以下であり、前記第1の層におけるYAG系蛍光性材とAlの容積組成比は、YAG系蛍光性材料が22容積%以上35容積%以下で、Al65容積%以上78容積%以下の範囲内にあり、また前記第2の層におけるYAG系材料とAlの容積組成比は、YAG系材料が22容積%以上35容積%以下で、Al65容積%以上78容積%以下の範囲内にある場合に、より高い発光効率が得られることが確認された。
As a result, as in Examples 44 to 53, particles having a diameter of 20 μm or more and 300 μm or less occupy 90% or more of the total number of particles in the intermediate layer formed of Al 2 O 3 , so that the second after firing It was confirmed that the Ce (activator) concentration in the layer can be made sufficiently low, and the diffusion of Ce (activator) into the second layer can be suppressed.
Further, as in Examples 44 to 53, the first layer, the intermediate layer, and the second layer are all made of a fired body having a porosity of 1.0% or less, and the first layer and the second layer are formed. The surface of the layer is a fired surface exposed unprocessed, and the arithmetic average roughness Ra of 10 points average at a measurement length of 4 mm is 0.1 μm or more and 0.5 μm or less, and the YAG fluorescent material exposed on the surface The average 20-point arithmetic mean roughness Ra1 of 0.2 and 0.5 nm or less of the particles and YAG-based material measured at 1 μm, and the Al 2 O 3 particles exposed on the surface of 20 at a measured length of 1 μm. When the point average arithmetic average roughness Ra2 was 0.3 nm or more and 0.7 nm or less, it was confirmed that the color unevenness of the emitted light was suppressed and the light emission efficiency was excellent.
Further, as in Examples 44 to 47, 49 to 50, 52, and 53, 20 particles of the YAG-based fluorescent material particles containing the activator in the first layer and the YAG-based material particles in the second layer were used. The average diameter d1 is not less than 0.5 μm and not more than 5 μm, and the 20 average diameters d2 of the Al 2 O 3 particles in each of the first and second layers are not less than 1 μm and not more than 10 μm, and the YAG in the first layer volume composition ratio of the system fluorescent material and the Al 2 O 3 is, YAG-based fluorescent material is not more than 35 volume% 22 volume% or more, Al 2 O 3 is within the range of less than 78 volume% 65 volume% or more, The volume composition ratio between the YAG-based material and Al 2 O 3 in the second layer is a range in which the YAG-based material is 22% by volume to 35% by volume and the Al 2 O 3 is 65% by volume to 78% by volume. Higher emission when in It was confirmed that the rate can be obtained.

1 波長変換焼成体
2 入射面
3 出射面
4 側面
5 側面
11 波長変換焼成体(波長変換積層複合体)
12 第1の層
13 第2の層
14 中間層
15 発光素子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Wavelength conversion baking body 2 Incident surface 3 Outgoing surface 4 Side surface 5 Side surface 11 Wavelength conversion baking body (wavelength conversion laminated composite)
12 First layer 13 Second layer 14 Intermediate layer 15 Light emitting device

Claims (6)

一の主面が光の入射面であり、前記入射面と反対側の主面が光の出射面である板状体であり、
前記板状体は、賦活剤を含有する蛍光性材料粒子及び透光性材料粒子からなる気孔率が1.0%以下の焼成体からなり、
少なくとも前記入射面及び前記出射面は、前記蛍光性材料粒子及び透光性材料粒子が非加工で露出する焼成面で、測定長4mmでの10点平均の算術平均粗さRaが0.1μm以上0.5μm以下であり、
前記焼成面の表面に露出する蛍光性材料粒子の測定長1μmでの20点平均の算術平均粗さRa1が0.2nm以上0.5nm以下で、前記焼成面の表面に露出する透光性材料粒子の測定長1μmでの20点平均の算術平均粗さRa2が0.3nm以上0.7nm以下であり、
前記蛍光性材料が、一般式A 12 :Ce(AはY、Gd、Tb、Yb及びLuのうちから選ばれる少なくとも1種であり、BはAl、Ga及びScのうちから選ばれる少なくとも1種である。)で表される物質であり、前記透光性材料がAl 又はAl にSc 、Ga のうちから選ばれる1種が含有された物質であることを特徴とする波長変換焼成体。
One main surface is a light incident surface, and the main surface opposite to the incident surface is a plate-like body that is a light emission surface,
The plate-like body is composed of a fired body having a porosity of 1.0% or less composed of fluorescent material particles and translucent material particles containing an activator,
At least the entrance surface and the exit surface are fired surfaces on which the fluorescent material particles and the translucent material particles are exposed unprocessed, and an arithmetic average roughness Ra of 10 points average at a measurement length of 4 mm is 0.1 μm or more. 0.5 μm or less,
Translucent material exposed on the surface of the fired surface when the arithmetic average roughness Ra1 of the average of 20 points at a measurement length of 1 μm of the fluorescent material particles exposed on the surface of the fired surface is 0.2 nm to 0.5 nm The arithmetic average roughness Ra2 of 20-point average at a particle measurement length of 1 μm is 0.3 nm or more and 0.7 nm or less,
The fluorescent material is a general formula A 3 B 5 O 12 : Ce (A is at least one selected from Y, Gd, Tb, Yb and Lu, and B is selected from Al, Ga and Sc) And the translucent material contains Al 2 O 3 or Al 2 O 3 and one selected from Sc 2 O 3 and Ga 2 O 3. A wavelength-converted fired body characterized by being a material obtained .
前記蛍光性材料粒子の20個平均直径d1は0.5μm以上5μm以下で、前記透光性材料粒子の20個平均直径d2は1μm以上10μm以下であり、前記蛍光性材料粒子の占める割合が22容積%以上35容積%以下で、前記透光性材料粒子の占める割合が78容積%以上65容積%以下であることを特徴とする請求項1記載の波長変換焼成体。   The 20 average diameter d1 of the fluorescent material particles is 0.5 μm or more and 5 μm or less, the 20 average diameter d2 of the translucent material particles is 1 μm or more and 10 μm or less, and the proportion of the fluorescent material particles is 22 2. The wavelength conversion fired body according to claim 1, wherein the proportion of the translucent material particles is in the range of 78% to 65% by volume. 前記蛍光性材料粒子の20個平均直径d1が、前記透光性材料粒子の20個平均直径d2の0.1倍以上0.78倍以下であることを特徴とすることを特徴とする請求項2記載の波長変換焼成体。   The 20 average diameter d1 of the 20 fluorescent material particles is 0.1 times or more and 0.78 times or less of the 20 average diameter d2 of the light transmissive material particles. 2. The wavelength conversion fired body according to 2. 前記表面に露出する透光性材料粒子の測定長1μmでの20点平均の算術平均粗さRa2が、前記表面に露出する蛍光性材料粒子の測定長1μmでの20点平均の算術平均粗さRa1の1.2倍以上2.0倍以下であることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の波長変換焼成体。   The arithmetic average roughness Ra2 of the average of 20 points at the measurement length of 1 μm of the translucent material particles exposed on the surface is the arithmetic average roughness of the average of 20 points at the measurement length of 1 μm of the fluorescent material particles exposed on the surface. The wavelength conversion fired body according to any one of claims 1 to 3, wherein the wavelength conversion fired body is 1.2 to 2.0 times Ra1. 賦活剤含有のYAG系蛍光性材料とAlとからなる第1の層と、
前記第1の層上に積層され、直径20μm以上300μm以下の粒子が全体粒子個数の90%以上を占めるAlからなる中間層と、
前記中間層上に積層され、前記第1の層の賦活剤の含有量の10%以下の賦活剤を含むYAG系材料とAlからなる第2の層とを有し、
前記各層内においてAl粒子同士は連結されると共に、各層界面においてもAl粒子同士が連結される連結構造を有しており、
かつ、前記第1の層、中間層及び第2の層はいずれも気孔率が1.0%以下の焼成体からなり、前記第1の層及び第2の層の表面は非加工で露出する焼成面で、測定長4mmでの10点平均の算術平均粗さRaが0.1μm以上0.5μm以下であり、
前記表面に露出する前記YAG系蛍光性材料の粒子の測定長1μmでの20点平均の算術平均粗さRa1が0.2nm以上0.5nm以下で、前記表面に露出するAlの粒子の測定長1μmでの20点平均の算術平均粗さRa2が0.3nm以上0.7nm以下であり、
前記第1の層に含まれる賦活剤含有のYAG系蛍光性材料が、(Y1−sGds) (Al 1−t Ga 12 :Ce(0≦s≦0.33、0≦t≦0.2)であることを特徴とする波長変換焼成体。
A first layer composed of an activator-containing YAG-based fluorescent material and Al 2 O 3 ;
An intermediate layer made of Al 2 O 3 laminated on the first layer, and particles having a diameter of 20 μm or more and 300 μm or less occupying 90% or more of the total number of particles;
A second layer made of Al 2 O 3 and a YAG-based material laminated on the intermediate layer and containing an activator of 10% or less of the activator content of the first layer;
In each of the layers, the Al 2 O 3 particles are connected to each other, and at the interface of each layer, the Al 2 O 3 particles are connected to each other.
The first layer, the intermediate layer, and the second layer are all made of a fired body having a porosity of 1.0% or less, and the surfaces of the first layer and the second layer are exposed without being processed. On the fired surface, the arithmetic average roughness Ra of 10 points average at a measurement length of 4 mm is 0.1 μm or more and 0.5 μm or less,
Particles of Al 2 O 3 exposed on the surface when the arithmetic average roughness Ra1 of 20 points average at a measurement length of 1 μm of the particles of the YAG fluorescent material exposed on the surface is 0.2 nm or more and 0.5 nm or less The arithmetic average roughness Ra2 of 20 points average at a measurement length of 1 μm is 0.3 nm or more and 0.7 nm or less,
The first YAG fluorescent material activator-containing in the layer is, (Y1-sGds) 3 ( Al 1-t Ga t) 5 O 12: Ce (0 ≦ s ≦ 0.33,0 ≦ t ≦ 0.2) A wavelength conversion fired body characterized in that:
前記第1の層における賦活剤含有のYAG系蛍光性材料の粒子及び前記第2の層におけるYAG系材料の粒子の20個平均直径d1は0.5μm以上5μm以下で、前記第1,2の層の各層における前記Alの粒子の20個平均直径d2は1μm以上10μm以下であり、
前記第1の層における賦活剤含有のYAG系蛍光性材料の粒子及び前記第2の層におけるYAG材料の粒子の占める割合が、前記第1,2の層の各層において22容積%以上35容積%以下で、前記Alの粒子の占める割合が前記第1層及び前記第2層において各々78容積%以上65容積%以下であることを特徴とする請求項5記載の波長変換焼成体。
The average diameter d1 of 20 particles of the activator-containing YAG-based fluorescent material in the first layer and the particles of the YAG-based material in the second layer is 0.5 μm or more and 5 μm or less. 20 average diameters d2 of the Al 2 O 3 particles in each layer are 1 μm or more and 10 μm or less,
The proportion of the activator-containing YAG-based fluorescent material particles in the first layer and the YAG material particles in the second layer is 22% by volume or more and 35% by volume in each of the first and second layers. 6. The wavelength conversion fired body according to claim 5, wherein the proportion of the Al 2 O 3 particles is 78 volume% or more and 65 volume% or less in each of the first layer and the second layer.
JP2015023992A 2014-03-03 2015-02-10 Wavelength conversion fired body Active JP6233978B2 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
MYPI2015700596A MY177277A (en) 2014-03-03 2015-02-26 Wavelength converting member
KR1020150029100A KR101657876B1 (en) 2014-03-03 2015-03-02 Sintered compact for wavelength conversion
US14/635,689 US9868270B2 (en) 2014-03-03 2015-03-02 Wavelength converting member
CN201510094091.4A CN104900786B (en) 2014-03-03 2015-03-03 Wavelength convert calcined body

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014040688 2014-03-03
JP2014040688 2014-03-03
JP2015010967 2015-01-23
JP2015010967 2015-01-23

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016138034A JP2016138034A (en) 2016-08-04
JP6233978B2 true JP6233978B2 (en) 2017-11-22

Family

ID=56559834

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015023992A Active JP6233978B2 (en) 2014-03-03 2015-02-10 Wavelength conversion fired body

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6233978B2 (en)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11063186B2 (en) 2016-10-28 2021-07-13 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Method for producing light wavelength conversion member, light wavelength conversion member, light wavelength conversion component and light emitting device
WO2018079501A1 (en) * 2016-10-28 2018-05-03 日本特殊陶業株式会社 Method for producing light wavelength conversion member, light wavelength conversion member, light wavelength conversion component and light emitting device
JP6486441B2 (en) * 2017-01-31 2019-03-20 日本特殊陶業株式会社 Optical wavelength conversion member manufacturing method, optical wavelength conversion member, optical wavelength conversion component, and light emitting device
JP6591951B2 (en) * 2016-10-31 2019-10-16 日本特殊陶業株式会社 Light wavelength conversion member and light emitting device
JP2018141035A (en) * 2017-02-27 2018-09-13 日本特殊陶業株式会社 Wavelength conversion member and light-emitting device
EP3869638A1 (en) 2017-03-03 2021-08-25 Nichia Corporation Optical component
JP7188893B2 (en) * 2018-03-15 2022-12-13 日本特殊陶業株式会社 Optical wavelength conversion member and optical wavelength conversion device
JP7140968B2 (en) * 2018-04-05 2022-09-22 日亜化学工業株式会社 CERAMIC COMPOSITE, LIGHT SOURCE FOR PROJECTOR, AND METHOD FOR MANUFACTURING CERAMIC COMPOSITE
CN112470044B (en) 2018-07-31 2023-01-13 日本特殊陶业株式会社 Optical wavelength conversion member and light emitting device
JP7260740B2 (en) * 2018-12-07 2023-04-19 日亜化学工業株式会社 CERAMIC COMPOSITE, LIGHT-EMITTING DEVICE USING THE SAME, AND METHOD FOR MANUFACTURING CERAMIC COMPOSITE
JP7157898B2 (en) * 2019-08-09 2022-10-21 株式会社タムラ製作所 Wavelength conversion member

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5466831B2 (en) * 2008-04-28 2014-04-09 株式会社フェローテックセラミックス Yttria sintered body and member for plasma process equipment
JP5303228B2 (en) * 2008-09-16 2013-10-02 コバレントマテリアル株式会社 Polishing method of YAG polycrystalline substrate
JP5269634B2 (en) * 2009-02-02 2013-08-21 株式会社東芝 Solid scintillator, radiation detector, radiation inspection apparatus, powder for producing solid scintillator, and method for producing solid scintillator
JP5712768B2 (en) * 2010-05-10 2015-05-07 信越化学工業株式会社 Wavelength conversion member, light emitting device, and method of manufacturing wavelength conversion member
JP5088977B2 (en) * 2010-08-18 2012-12-05 コバレントマテリアル株式会社 Ceramic composite
JP5887238B2 (en) * 2012-09-25 2016-03-16 クアーズテック株式会社 Multilayer ceramic composite

Also Published As

Publication number Publication date
JP2016138034A (en) 2016-08-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6233978B2 (en) Wavelength conversion fired body
KR101657876B1 (en) Sintered compact for wavelength conversion
JP5542134B2 (en) Optical element for light emitting device and method of manufacturing optical element
JP6430123B2 (en) Wavelength converter and light emitting device using the same
JP6406662B2 (en) Wavelength conversion laminate composite and method for producing wavelength conversion laminate
KR102243598B1 (en) Optical wavelength conversion member and light emitting device
JP5712768B2 (en) Wavelength conversion member, light emitting device, and method of manufacturing wavelength conversion member
JP5928476B2 (en) LIGHT EMITTING ELEMENT, MANUFACTURING METHOD THEREOF, AND LIGHT EMITTING DEVICE
US10591137B2 (en) Wavelength converter and light-emitting device having same
JP7120745B2 (en) Optical wavelength conversion device and optical composite device
JP5887238B2 (en) Multilayer ceramic composite
KR20180095645A (en) Wavelength converting member and light emitting device
JP2016157905A (en) Optical component
KR20180083380A (en) Wavelength converting member and light emitting device
KR20220087490A (en) Phosphor plate, light emitting device and manufacturing method of phosphor plate
CN107586127B (en) Ceramic composite, and phosphor for projector and light-emitting device containing same
TW201821594A (en) Optical wavelength conversion member and light-emitting device
CN108395222B (en) Light conversion and heat dissipation integrated ceramic material for reflective laser display and preparation method thereof
JP6591951B2 (en) Light wavelength conversion member and light emitting device
US11069841B2 (en) Multilayer ceramic converter with stratified scattering
JP6989307B2 (en) Ceramic complexes, as well as fluorescent and light-emitting devices for projectors containing them
JP2018109664A (en) Joined body for wavelength conversion
JP7147138B2 (en) Light-emitting device, lighting device, image display device, and vehicle indicator light
JP2022104527A (en) Phosphor plate
CN114556599A (en) Wavelength conversion member, light-emitting element, and light-emitting device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20161019

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20170623

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170628

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170825

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20171020

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20171023

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6233978

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350