JP6882335B2 - セラミック組成物 - Google Patents

セラミック組成物 Download PDF

Info

Publication number
JP6882335B2
JP6882335B2 JP2018555006A JP2018555006A JP6882335B2 JP 6882335 B2 JP6882335 B2 JP 6882335B2 JP 2018555006 A JP2018555006 A JP 2018555006A JP 2018555006 A JP2018555006 A JP 2018555006A JP 6882335 B2 JP6882335 B2 JP 6882335B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lanthanum oxide
phase
ratio
light scattering
particle size
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
JP2018555006A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2018105598A1 (ja
Inventor
柳谷 高公
高公 柳谷
克洋 村松
克洋 村松
篤子 遠藤
篤子 遠藤
一成 塩田
一成 塩田
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.)
Konoshima Chemical Co Ltd
Original Assignee
Konoshima Chemical Co Ltd
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 Konoshima Chemical Co Ltd filed Critical Konoshima Chemical Co Ltd
Publication of JPWO2018105598A1 publication Critical patent/JPWO2018105598A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6882335B2 publication Critical patent/JP6882335B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7766Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing two or more rare earth metals
    • C09K11/7774Aluminates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01FCOMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F17/00Compounds of rare earth metals
    • C01F17/20Compounds containing only rare earth metals as the metal element
    • C01F17/206Compounds containing only rare earth metals as the metal element oxide or hydroxide being the only anion
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01FCOMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F17/00Compounds of rare earth metals
    • C01F17/30Compounds containing rare earth metals and at least one element other than a rare earth metal, oxygen or hydrogen, e.g. La4S3Br6
    • C01F17/32Compounds containing rare earth metals and at least one element other than a rare earth metal, oxygen or hydrogen, e.g. La4S3Br6 oxide or hydroxide being the only anion, e.g. NaCeO2 or MgxCayEuO
    • C01F17/34Aluminates, e.g. YAlO3 or Y3-xGdxAl5O12
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/50Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on rare-earth compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/02Use of particular materials as binders, particle coatings or suspension media therefor
    • C09K11/025Use of particular materials as binders, particle coatings or suspension media therefor non-luminescent particle coatings or suspension media
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/20Filters
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50Wavelength conversion elements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50Wavelength conversion elements
    • H01L33/501Wavelength conversion elements characterised by the materials, e.g. binder
    • H01L33/502Wavelength conversion materials
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/58Optical field-shaping elements
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/60Optical properties, e.g. expressed in CIELAB-values
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Luminescent Compositions (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)
  • Optical Filters (AREA)

Description

本発明は、ランタン酸化物で構成された光散乱剤及びランタン酸化物を光散乱相とするセラミック組成物(セラミック材料)に関する。
白色LED(発光ダイオード)は、青色LEDと、黄色蛍光体とを組み合わせることで製造されている。
例えば、特許文献1(特開2000−208815号公報)には、基板上に形成された窒化ガリウム系化合物半導体からなる発光層を備えた青色発光が可能な発光素子と、該発光素子上に設けられたコーティング部と、該コーティング部を保護するモールド部材とを有する発光ダイオードであって、前記コーティング部材は前記発光素子からの青色光の少なくとも一部を吸収し波長変換して蛍光を発する黄色のフォトルミネッセンス蛍光体を含むとともに、前記モールド部材にはモールド部材を乳白色にする拡散材が含まれていることを特徴とする白色系の光が発光可能な発光ダイオードが開示されている。
しかし、このような白色発光ダイオードでは、モールド部材を、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂などの透光性樹脂で構成する必要があり、蛍光体粉末と樹脂との混合状態の均一性確保、および塗布膜の厚みの安定化等の制御が難しく、白色LEDの色ムラ・バラツキが生じやすい。
また、蛍光体粉末を封入や塗布したり、光源の一部の青色光を光変換せずに塗布膜を透過させるために必要となる透光性がある樹脂は、耐熱性に劣るため、発光素子からの熱による変性で透過率の低下を起こしやすい。そのため、白色LEDの高出力化へのネックとなっている。
このような中、樹脂を使用しない白色LEDの開発が進められている。例えば、特許文献2(特許第5862841号公報)には、蛍光相と透光相とから構成される光変換用セラミックス複合材料であって、前記蛍光相は、LnAl12:Ce(LnはY、LuおよびTbから選択される少なくとも一種の元素であり、Ceは賦活元素である。)を含む相であり、前記透光相は、LaAl1118を含む相であることを特徴とする光変換用セラミックス複合材料が開示されている。
特開2000−208815号公報 特許第5862841号公報
本発明の目的は、新規な光散乱材料を提供することにある。
本発明の他の目的は、光散乱機能(光散乱性)を有する新規なセラミック組成物を提供することにある。
青色LEDの光は指向性が大きく、蛍光体の透過率が高いと、背面のLED光源や基板の像や影が出射光に反映され、色むらやばらつきに繋がる。
特許文献1は、透光相を設けることで、このような色むらやばらつきを改善しようとしたものであるが、内部量子効率が低くなるなどの問題があった。なお、特許文献1で得られるセラミック複合材料は、空孔が多く、意図しない散乱が原因となり効率が減少する可能性がある。
一方、本発明者らは、このような色むらやばらつきといった課題を改善すべく、特許文献1とは全く異なる思想に基づき、蛍光相と散乱相とを組み合わせることを試みたが、散乱相を設けることで、依然として内部量子効率が低下したり、蛍光波長が変動して所望の発光色が得られないなどの問題が生じ、このような問題を解決しつつ、色むらやばらつきを改善できるセラミックの探索は困難を極めた。
このような中、上記課題を解決するため、本発明者らは、さらに鋭意研究を行った結果、散乱相を特定の成分(すなわち、ランタン酸化物)で構成することにより、極めて意外なことに、散乱相を設けているにもかかわらず、蛍光波長が維持され、所望の蛍光波長が得られること、高い内部量子効率が得られることなどを見出し、さらなる検討を重ねて本発明を完成した。
すなわち、本発明には、次の発明等が含まれる。
[1]ランタン酸化物で構成された光散乱剤。
[2]ランタン酸化物が、LaAlO及びLaから選択された少なくとも1種である[1]記載の光散乱剤。
[3]蛍光材料(蛍光体)と組み合わせてセラミック組成物を形成するための[1]又は[2]記載の光散乱剤。
[4]蛍光材料で構成された蛍光相と、ランタン酸化物で構成された光散乱相とを有するセラミック組成物。
[5]蛍光材料(蛍光相)がガーネット構造(ガーネット相)を有する[4]記載の組成物。
[6]ランタン酸化物(又は光散乱相)が、LaAlO及びLaから選択された少なくとも1種をランタン酸化物(又は光散乱相)全体に対して50質量%以上含む[4]又は[5]記載の組成物。
[7]蛍光相の平均粒子径と光散乱相の平均粒子径との割合が、前者/後者=100/1〜1/1である[4]〜[6]のいずれかに記載の組成物。
[8]蛍光材料(又は蛍光相)とランタン酸化物(又は光散乱相)との割合が、前者/後者(体積比)=99.9/0.1〜50/50である[4]〜[7]のいずれかに記載の組成物。
[9]賦活剤をドープしたイットリウム系ガーネット化合物を含む蛍光材料で構成された蛍光相と、LaAlO及びLaから選択された少なくとも1種をランタン酸化物(又は光散乱相)全体に対して80質量%以上含むランタン酸化物で構成された光散乱相とを有し、
蛍光材料とランタン酸化物との割合が、前者/後者(体積比)=99.9/0.1〜70/30であり、
蛍光相の平均粒子径と光散乱相の平均粒子径との割合が、前者/後者=15/1〜1.2/1である[4]〜[8]のいずれかに記載の組成物。
[10]厚み2mm、波長530nmにおける直線透過率が5%以下である[4]〜[9]のいずれかに記載の組成物。
[11]ランタン酸化物(又は光散乱相)を含まない場合の蛍光主波長をA1、ランタン酸化物(又は光散乱相)を含む場合の蛍光主波長をA2とするとき、蛍光主波長の差A2−A1が−5nm〜5nmである[4]〜[10]のいずれかに記載の組成物。
[12]ランタン酸化物(又は光散乱相)を含まない場合の内部量子効率をB1、ランタン酸化物(又は光散乱相)を含む場合の内部量子効率をB2とするとき、内部量子効率の比B2/B1が、0.93以上である[4]〜[11]のいずれかに記載の組成物。
[13]厚み2mm、波長530nmにおける直線透過率が3.5%以下(例えば、3%以下)であり、
ランタン酸化物(又は光散乱相)を含まない場合の蛍光主波長をA1、ランタン酸化物(又は光散乱相)を含む場合の蛍光主波長をA2とするとき、蛍光主波長の差A2−A1が−3nm〜3nmであり、
ランタン酸化物(又は光散乱相)を含まない場合の内部量子効率をB1、ランタン酸化物(又は光散乱相)を含む場合の内部量子効率をB2とするとき、内部量子効率の比B2/B1が、0.95以上である[4]〜[12]のいずれかに記載の組成物。
[14]発光素子と、[4]〜[13]のいずれかに記載のセラミック組成物(で構成された発光部、光変換部)とを備えた発光装置。
本発明では、新規な光散乱材料(光散乱剤、光拡散剤)を提供できる。
また、本発明では、光散乱機能(光散乱性)を有する新規なセラミック組成物(複合セラミック組成物)を提供できる。
このようなセラミック組成物(又は光散乱材料)は、ベースとなるセラミック(例えば、蛍光材料)と、ランタン酸化物(又は光散乱剤)とで構成されており、光散乱性を有する。そのため、入射光を広視野角に拡散させ外部に出射させることが可能となり、LED(例えば、青色LED)の光などによる、色むらやばらつきを抑制又は防止できる。
しかも、このようなセラミック組成物は、光散乱機能が付与されているにもかかわらず、通常、光学特性を損なうことがなく、ベースとなるセラミックの機能を高いレベルで保持できる。例えば、本発明のセラミック組成物では、蛍光相と散乱相とが互いに侵入しないためか、蛍光相(蛍光材料)の蛍光波長を維持でき、所望の色の光を効率良く得ることができる。
また、本発明のセラミック組成物では、極めて意外なことに、散乱相を設けているにもかかわらず、発光効率の低下を抑制でき、それどころか、内部量子効率を同レベルか又はさらに向上することもできる。
さらに、本発明の組成物は、セラミックであり、樹脂等を使用する必要がなく、透光性の変動などがない。
[光散乱剤]
本発明の光散乱剤(光散乱材料、光拡散剤)は、ランタン酸化物で構成されている。
ランタン酸化物としては、ランタン(La)を含む酸化物であればよく、他の元素[例えば、第13族元素(アルミニウムなど)、希土類元素(例えば、Y、Luなど)など]を含んでいてもよい。他の元素は、1種で又は2種以上組み合わせてランタン酸化物に含まれていてもよい。
具体的なランタン酸化物としては、例えば、LaAlO3、ランタンを含むガーネット(例えば、LaAl12)、La、LaAl1118などが挙げられる。ランタン酸化物は、単独で又は2種以上組み合わせて使用してもよい。
好ましいランタン酸化物は、LaAlO(LAP)、La、特にLaAlOである。そのため、ランタン酸化物は、特に、LaAlO及びLaから選択された少なくとも1種を含んでいてもよい。
このような場合、ランタン酸化物全体に対する、LaAlO及びLaから選択された少なくとも1種の割合は、例えば、30質量%以上、好ましくは50質量%以上、さらに好ましくは80質量%以上、特に85質量%以上、特に好ましくは90質量%以上であってもよく、実質的にLaAlO及びLaから選択された少なくとも1種のみ(例えば、95質量%以上)であってもよい。
なお、ランタン酸化物は、用途にもよるが、仮焼の状態であってもよい。
ランタン酸化物の平均粒子径は、光散乱剤としての使用目的などにもよるが、例えば、0.001〜100μm、好ましくは0.01〜50μm、さらに好ましくは0.05〜20μm、特に0.1〜10μm程度であってもよく、0.05〜5μm(例えば、0.1〜1μm)程度であってもよい。
なお、平均粒子径は、二次粒子径であってもよい。また、平均粒子径は、例えば、レーザー散乱法などにより測定できる。例えば、平均粒子径は、湿式粒度分布の累積50%の粒子径であってもよい。
ランタン酸化物の比表面積(BET比表面積)は、例えば、0.1〜100m/g、好ましくは0.5〜60m/g、さらに好ましくは1〜50m/g(例えば、3〜30m/g)であってもよい。
ランタン酸化物としては、市販品を用いてもよく、製造したものを使用してもよい。ランタン酸化物の製造方法は、ランタン酸化物の種類等に応じて適宜選択でき、特に限定されず、慣用の方法が使用できる。
例えば、ランタン酸化物源(例えば、ランタン塩、ランタン塩とアルミニウム塩との組み合わせ、ランタンの炭酸塩など)を、酸素存在下で、熱処理(焼成、仮焼)することで得てもよい。
なお、熱処理温度は、例えば、500℃以上(例えば、600〜2000℃)、好ましくは800℃以上(例えば、900〜1800℃)、さらに好ましくは1000℃以上(例えば、1100〜1500℃)であってもよい。
光散乱剤は、ランタン酸化物で構成されていればよく、本発明の効果を害しない範囲で、他の成分を含んでいてもよい。光散乱剤は、他の成分を含む場合、光散乱剤全体に対する光散乱剤の割合は、例えば、50質量%以上、好ましくは70質量%以上、さらに好ましくは80質量%以上、特に90質量%以上であってもよく、実質的にランタン酸化物のみ(例えば、95質量%以上)であってもよい。
本発明の光散乱剤(又はランタン酸化物)の用途は、光散乱用途に使用できれば特に限定されず、例えば、セラミックを形成する用途、適当なバインダー(例えば、エポキシ樹脂などのバインダー樹脂)中に発光材料(蛍光材料など)とともに分散した分散体を形成する用途などが挙げられる。
代表的には、本発明の光散乱剤は、ベースとなるセラミック(又はセラミック原料、例えば、蛍光材料)と組み合わせてセラミック組成物(セラミックコンポジット、多相セラミック組成物)を形成するための光散乱剤(添加剤)として使用してもよい。
特に、本発明の光散乱剤は、蛍光材料と組み合わせてセラミックを構成することで、前記のような効果が得られ、好適である。そのため、以下では、このような蛍光材料をベースのセラミックとするセラミック組成物について詳述する。
[セラミック組成物]
本発明のセラミック組成物(複合セラミック、セラミックコンポジット)は、蛍光材料と、ランタン酸化物(又は光散乱剤)とを有する。
(蛍光材料)
蛍光材料(蛍光体)としては、特に限定されず、所望の色等に応じて適宜選択できる。
例えば、蛍光材料は、黄色蛍光材料(黄色光の発光材料)であってもよい。このような黄色蛍光材料を使用すると、青色光(青色LED)との組み合わせにおいて、効率よく白色光を得ることができる。
蛍光材料は、ガーネット構造を有する無機化合物(ガーネット化合物、ガーネット系化合物)を含んでいてもよい。
ガーネット構造は、例えば、A12の組成で表される。A及びBは、それぞれ、三価の元素である。このようなガーネット構造において、Aとしては、例えば、希土類元素(例えば、Y、Gd、Lu、Tbなど)などが挙げられる。Bとしては、周期表第13族元素(例えば、Al、Ga、Inなど)などが挙げられる。
A及びBは、それぞれ、単独で又は2種以上組み合わせて、ガーネット系化合物を構成してもよい。
また、蛍光材料(蛍光材料の結晶構造)は、ペロブスカイト構造を有していてもよい。
具体的な蛍光材料としては、例えば、YAl12(YAG)、(Y、Gd)Al12、(Y、Tb)Al12、(Y、Gd)(Al、Ga)12、LuAl12、(Sr、Ca、Ba)SiO、CaScSi12、BaMgSi、BaMgAl1017、LaS、SrGa、CaAlSiN、CaSi、CaSiAlONなどが挙げられる。
これらの中でも、ガーネット化合物、例えば、YAl12(YAG)、(Y、Gd)Al12、(Y、Tb)Al12、(Y、Gd)(Al、Ga)12などのイットリウムを含むガーネット化合物(例えば、イットリウム(Y)を含み、ランタン(La)を含まないガーネット化合物)が好ましい。
蛍光材料は、賦活剤を含んで(賦活剤がドープされて)いてもよい。賦活剤(不純物)としては、例えば、希土類元素(Ce、Pr、Nd、Eu、Tb、Ho、Er、Tm、Ybなど)、その他の遷移元素(Crなど)が挙げられる。賦活剤は、単独で又は2種以上組み合わせてもよい。
具体的な賦活剤を含む蛍光材料としては、前記蛍光材料に賦活剤(希土類元素)がドープされた蛍光材料、例えば、例えば、YAl12:Ce[又は(Y、Ce)Al12、以下同様]、(Y、Gd)Al12:Ce、(Y、Tb)Al12:Ce、(Y、Gd)(Al、Ga)12:Ce、LuAl12:Ce、(Sr、Ca、Ba)SiO:Eu、CaScSi12:Ce、BaMgSi:Eu、BaMgAl1017:Eu、LaS:Eu、SrGa:Eu、CaAlSiN:Eu、CaSi:Eu、CaSiAlON:Euなどが挙げられる。
これらの中でも、ガーネット系蛍光材料、例えば、YAl12:Ce、(Y、Gd)Al12:Ce、(Y、Tb)Al12:Ce、(Y、Gd)(Al、Ga)12:Ceなどの賦活剤を含むイットリウム系ガーネット化合物(例えば、イットリウム(Y)を含み、ランタン(La)を含まないガーネット系化合物)が好ましい。
Yを含むガーネット系化合物(蛍光材料)において、希土類元素全体(例えば、前記組成におけるAに占めるYの割合)は、例えば、50モル%以上、好ましくは70モル%以上(例えば、80モル%以上)、さらに好ましくは90モル%以上であってもよい。
Yを含むガーネット系化合物(蛍光材料)が、Yと他の希土類元素(例えば、Gdなど)を含む場合、これらの割合は、前者/後者(モル比)=99.99/0.01〜50/50、好ましくは99.9/0.1〜70/30、さらに好ましくは99.5/0.5〜80/20(例えば、99/1〜85/15)程度であってもよい。
賦活剤を含む蛍光材料において、賦活剤(希土類元素など)の割合は、例えば、蛍光材料の全構成元素に対して、3モル%以下(例えば、0.00001〜2.5モル%)、好ましくは2モル%以下(例えば、0.0001〜1.5モル%)、さらに好ましくは1モル%以下(例えば、0.001〜0.9モル%)、特に0.5モル%以下、特に好ましくは0.1モル%以下であってもよい。
特に、賦活剤を含む(ドープした)ガーネット化合物において、希土類元素全体に占める賦活剤の割合(例えば、YAl12:Ceにおける、Y及びCeの総量に対するCeの割合など)は、例えば、5モル%以下(例えば、0.00001〜4モル%)、好ましくは3モル%以下(例えば、0.0001〜2.5モル%)、さらに好ましくは1モル%以下(例えば、0.001〜0.9モル%)、特に0.5モル%以下であってもよい。
蛍光材料は、単独で又は2種以上組み合わせて使用してもよい。
(ランタン酸化物(又は光散乱剤))
ランタン酸化物(又は光散乱剤)としては、前記例示のランタン酸化物(例えば、LaAlO及びLaから選択された少なくとも1種を含むランタン酸化物など)を使用できる。
本発明のセラミック組成物において、蛍光材料(又は後述の蛍光相)とランタン酸化物(又は後述の光散乱相)との割合は、例えば、前者/後者(体積比)=99.99/0.01〜20/80(例えば、99.95/0.05〜20/80)程度の範囲から選択でき、99.9/0.1〜20/80(例えば、99.5/0.5〜30/70)、好ましくは99/1〜40/60(例えば、99/1〜50/50)、さらに好ましくは98/2〜60/40(例えば、97/3〜70/30)であってもよく、通常99.9/0.1〜70/30程度であってもよい。
本発明では、ごく少量のランタン酸化物[例えば、蛍光材料/ランタン酸化物(体積比)=99.9/0.1、99.8/0.2、99.5/0.5、99/1、98/2、97/3、96.5/3.5、96/4、95/5などを上限値とするランタン酸化物の割合など]であっても、光散乱特性を得ることができる。
また、十分な光散乱特性を得るという観点から、ランタン酸化物の割合を所定量[例えば、蛍光材料/ランタン酸化物(体積比)=99.9/0.1、99.5/0.5、99/1、98/2、97/3、96.5/3.5、96/4、95/5などを下限値とするランタン酸化物の割合など]としてもよい。
(相構造など)
本発明のセラミック組成物において、蛍光材料と、ランタン酸化物(又は光散乱剤)との存在形態は、限定されないが、通常、蛍光材料で構成された相(蛍光相)と、ランタン酸化物で構成された相(光散乱相)とを有する多相構造(多結晶体、多結晶構造)であってもよい。
このようなセラミック組成物では、通常、ランタン酸化物で構成された相が、光散乱(光拡散)機能を有する形態で存在する。
なお、本発明のセラミック組成物(又は前記光散乱剤)において、光散乱(機能)とは、例えば、入射光(セラミック組成物に対する入射光)及び/又は蛍光(蛍光材料からの蛍光)を散乱又は拡散(より広視野角に散乱又は拡散)させ、出射[外部(セラミック組成物の外部)に出射]すること(機能)を意味してもよい。このように、光散乱相は、特許文献1等における透光相とは全く異なる機能を有する。
蛍光相と光散乱相とを有するセラミック組成物において、蛍光相と光散乱相との割合は、前記と同様の範囲から選択でき、例えば、前者/後者(体積比)=99.9/0.1〜20/80(例えば、99.5/0.5〜30/70)、好ましくは99/1〜40/60(例えば、99/1〜50/50)、さらに好ましくは98/2〜60/40(例えば、97/3〜70/30)であってもよく、通常99/1〜70/30であってもよい。
蛍光相及び光散乱相は、それぞれ、粒子状(島状、結晶、結晶粒)で存在していてもよい。
また、一方の粒子間(粒子の隙間)に他方の粒子が存在していてもよい。本発明のセラミック組成物では、代表的には、蛍光相(粒子状の蛍光相)の間に、光散乱相(粒子状の光散乱相)が位置していてもよい。
なお、粒子間には隙間(空洞、空隙、空孔)を有していてもよいが、本発明のセラミック組成物は、粒子間の隙間が比較的少ない場合が多い。また、粒子間の隙間は、狭い場合が多い。すなわち、本発明のセラミック組成物は、粒子が緻密に集合した構造を有しており、粒子界面(粒子界面)の隙間が少ない場合が多い。
例えば、本発明のセラミック組成物の断面積全体に対する空孔(又は蛍光相及び光散乱相以外の部分)が占める面積の割合は、10%以下(例えば、5%以下)、好ましくは3%以下(例えば、2%以下)、さらに好ましくは1%以下(例えば、0.5%以下)、特に0.1%以下(例えば、0.05%以下)であってもよい。
また、本発明のセラミック組成物において、各粒子間(粒界、結晶粒界)の平均距離(平均幅)は、ごく狭く、例えば、10nm以下、好ましくは5nm以下、さらに好ましくは1nm以下であってもよい。
粒子状の相(蛍光相及び光散乱相)の平均粒子径(平均結晶径)は、特に限定されないが、例えば、それぞれ、0.001μm以上(例えば、0.01〜100μm)、好ましくは0.05μm以上(例えば、0.1〜60μm)、さらに好ましくは0.3μm以上(例えば、0.5〜50μm)程度であってもよく、通常、0.1〜30μm(例えば、0.5〜10μm、好ましくは1〜5μm)であってもよい。
蛍光相の平均粒子径(平均結晶径)と光散乱相の平均粒子径(平均結晶径)との割合(粒径比)は、例えば、前者/後者(蛍光相の平均粒子径/光散乱相の平均粒子径)=500/1〜0.1/1(例えば、50/1〜0.5/1)、好ましくは30/1〜0.7/1、さらに好ましくは10/1〜1/1(例えば、8/1〜1.2/1)、特に5/1〜1.3/1(例えば、4/1〜1.5/1)程度であってもよく、通常100/1(例えば、50/1〜1/1、好ましくは30/1〜1.1/1、さらに好ましくは15/1〜1.2/1)であってもよい。
なお、平均粒子径(平均結晶径)は、例えば、下記式などで規定(定義)することができる。
平均粒子径=1.56C/(MN)
(式中、CはSEM等の高分解能画像上で任意に引いた線(直線)の長さ、Nはこの線上の粒子数、Mは倍率を示す。)
本発明のセラミック組成物は、蛍光材料(又は蛍光相)及びランタン酸化物(又は光散乱相)を含んでいればよく、本発明の効果を害しない範囲で、他の成分[蛍光材料及びランタン酸化物のいずれの概念にも属さない成分]を含んでいてもよい。このような他の成分は、蛍光材料(又は蛍光相)中及び/又はランタン酸化物(光散乱相)中に存在していてもよく、独立して存在していてもよく、これらを組み合わせた態様で存在していてもよい。
なお、このような他の成分を含む場合、セラミック組成物における他の成分の割合は、例えば、10体積%以下、好ましくは5体積%以下、さらに好ましくは1体積%以下であってもよく、0.1体積%以下であってもよい。
本発明のセラミック組成物の厚み(平均厚み)は、用途(所望の色等)等に応じて適宜選択できるが、例えば、1μm〜10mm、好ましくは10μm〜5mm、さらに好ましくは20〜3000μm(例えば、50〜2000μm)程度であってもよく、1000μm以下(例えば、1〜500μm、好ましくは10〜300μm、さらに好ましくは30〜200μm)であってもよい。
本発明のセラミック組成物は、通常、光散乱機能を有しており、そのため、光の直線透過性は低い。例えば、セラミック組成物の厚み2mm、波長530nmにおける直線透過率は、例えば、10%以下(例えば、7%以下)、好ましくは5%以下(例えば、4%以下)、さらに好ましくは3%以下(例えば、2%以下)、特に1%以下(例えば、0.5%以下、0.4%以下、0.35%以下、0.3%以下など)であってもよく、通常3.5%以下(例えば、3.3%以下)であってもよい。
なお、直線透過率は、例えば、分光光度計を用いて測定できる。
本発明のセラミック組成物は、蛍光材料とランタン酸化物とを含んでいるにもかかわらわらず、通常、これらの間の侵食が少なく、蛍光波長を高い精度で反映できる。例えば、本発明のセラミック組成物において、ランタン酸化物(又は光散乱相)を含まない場合の蛍光主波長をA1、ランタン酸化物(又は光散乱相)を含む場合の蛍光主波長をA2とするとき、蛍光主波長の差A2−A1は、−7nm〜7nm、好ましくは−5nm〜5nm、さらに好ましくは−3nm〜3nm、特に−2nm〜2nm(例えば、−1nm〜1nm)、特に好ましくは−0.5nm〜0.5nmであってもよく、0nmであってもよい。
なお、本発明のセラミック組成物の蛍光波長は、所望の色などに応じて適宜選択でき、例えば、蛍光主波長で400nm以上(例えば、450〜600nm)程度であってもよく、特に520〜590nm(例えば、530〜580nm)程度であってもよい。
本発明のセラミック組成物は、光散乱剤としてランタン酸化物を含むにもかかわらず、発光効率を高レベルで実現できる。例えば、本発明のセラミック組成物において、ランタン酸化物(又は光散乱相)を含まない場合の内部量子効率をB1、ランタン酸化物(又は光散乱相)を含む場合の内部量子効率をB2とするとき、内部量子効率の比B2/B1は、0.90以上(例えば、0.91以上)、好ましくは0.92以上(例えば、0.93以上)、さらに好ましくは0.94以上(例えば、0.95以上)、特に0.96以上(例えば、0.97以上)、特に好ましくは0.98以上(例えば、0.99以上)程度であってもよく、1以上[例えば、1超(例えば、1.0005以上、好ましくは1.001以上)]とすることもできる。
(製造方法)
本発明のセラミック組成物の製造方法は、特に限定されないが、例えば、蛍光材料と、ランタン酸化物とを含む組成物(前駆体組成物、セラミック前駆体組成物)を、焼成処理(焼結処理)することにより得ることができる。
蛍光材料は、市販品を利用してもよく、製造したものを使用してもよい。蛍光材料の製造方法は、蛍光材料の種類等に応じて適宜選択でき、特に限定されず、慣用の方法が使用できる。
例えば、蛍光材料源[例えば、イットリウム塩とアルミニウム塩と必要に応じて希土類元素の塩(セリウム塩など)など]を、酸素存在下で、熱処理(焼成、仮焼)することで得てもよい。
なお、熱処理温度は、例えば、500℃以上(例えば、600〜2000℃)、好ましくは800℃以上(例えば、900〜1800℃)、さらに好ましくは1000℃以上(例えば、1100〜1500℃)であってもよい。
なお、蛍光材料(焼成に供する蛍光材料、蛍光材料の原料粉末、蛍光材料の前駆体)は、用途にもよるが、仮焼の状態であってもよい。
蛍光材料(焼成に供する蛍光材料)の平均粒子径は、例えば、0.001〜100μm、好ましくは0.01〜50μm、さらに好ましくは0.05〜20μm、特に0.1〜10μm程度であってもよく、0.05〜5μm(例えば、0.1〜1μm)程度であってもよい。
なお、平均粒子径は、二次粒子径であってもよい。また、平均粒子径は、例えば、レーザー散乱法などにより測定できる。例えば、平均粒子径は、湿式粒度分布の累積50%の粒子径であってもよい。
蛍光材料(焼成に供する蛍光材料)の比表面積(BET比表面積)は、例えば、0.1〜100m/g、好ましくは0.5〜60m/g、さらに好ましくは1〜50m/g(例えば、3〜30m/g)であってもよい。
また、ランタン酸化物(焼成に供するランタン酸化物、セラミック組成物におけるランタン酸化物の原料粉末又は前駆体)は、市販品を利用してもよく、前記光散乱源の項で記載した方法等により製造したものを用いてもよい。ランタン酸化物は、前記のように、仮焼の状態であってもよく、ランタン酸化物の平均粒子径やBET比表面積も、前記と同様の範囲から選択できる。すなわち、前記光散乱剤を、本発明のセラミック組成物の原料又は前駆体として使用してもよい。
セラミック前駆体組成物は、他の成分[例えば、バインダー(樹脂)、分散剤、焼結助剤など]を含んでいてもよい。他の成分は、単独で又は2種以上組み合わせて使用してもよい。
なお、セラミック前駆体組成物は、蛍光材料とランタン酸化物と(必要に応じて他の成分と)を混合することにより得ることができる。混合は、溶媒(水など)の存在下で行ってもよく、粉砕処理とともに行ってもよい。
セラミック前駆体組成物は、用途等に応じて、適当な形(シート状など)に成形してもよい。成形法としては、特に限定されず、例えば、CIP(冷間静水圧加圧)成形、プレス成形などが挙げられる。これらの成形法は、2種以上組み合わせてもよい。
セラミック前駆体組成物は、焼成に先立って、脱脂処理してもよい。脱脂処理は、例えば、酸素存在下で、所定の温度(例えば、300〜1000℃、好ましくは500〜900℃、さらに好ましくは600〜850℃)で加熱処理することによる行うことができる。
焼成処理は、不活性雰囲気下(例えば、真空下)で行ってもよい。焼成処理において、焼成温度としては、例えば、800℃以上(例えば、900〜3000℃)、好ましくは1000℃以上(例えば、1100〜2500℃)、さらに好ましくは1200℃以上(例えば、1300〜2200℃)、特に1500℃以上(例えば、1600〜2000℃)程度であってもよい。
焼成処理において、昇温速度や真空度は、適宜選択できる。焼成時間も適宜選択でき、例えば、30分以上(例えば、40分〜12時間)、好ましくは1時間以上(例えば、1.5〜6時間)であってもよい。
焼結後、さらに必要に応じて、アニール処理してもよい。
[発光装置]
本発明のセラミック組成物は、例えば、発光装置の構成要素として使用できる。このような発光装置は、例えば、発光素子と、前記セラミック組成物(又は前記セラミック組成物で構成された発光部、光変換部)を備えていてもよい。
発光素子としては、特に限定されないが、代表的には、発光ダイオード素子であってもよい。発光ダイオード素子は、所望の色などに応じて選択でき、例えば、青色ダイオード素子であってもよい。なお、発光素子のピーク波長は、蛍光材料の種類や所望の色によって選択でき、例えば、550nm以下(例えば、400〜520nm、好ましくは420〜500nm)であってもよい。
次に、実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではなく、多くの変形が本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により可能である。
なお各種構造、物性(特性)は以下のように測定又は評価した。
<結晶相>
X線回折装置(Rigaku製RINT−2500V)によって得られたX線回折スペクトルにより、焼結体の結晶相を同定した。
<直線透過率>
得られた焼結体を機械加工によりその厚みを1mmとして、ダイヤモンドスラリーを用い両面鏡面研磨を行った。
この研磨品の透過率を、分光光度計(日立製作所製U−4100)を用いて、波長530nmでの直線透過率を測定した。
<比表面積>
8連式プリヒートユニット(MOUNTECH社製)を用いて窒素ガス雰囲気下、約130℃、約30分間で前処理した測定試料(原料粉末)を、BET比表面積測定装置としてMacsorb HM Model−1208(MOUNTECH社製)等を用いて、窒素ガス吸着法で測定した。
<平均粒子径(原料の平均二次粒子径)>
前処理として、試料粉末2.0gを100mlビーカーに入れて、全量50mlになるまでソルミックスを加えて、超音波ホモジナイザー(トミー精工社製 UD−201)で3分間分散させた。分散終了後、直ぐに循環器(マイクロトラックベル社製 Microtrac VSR)に全量を加えて、粒度分析計(マイクロトラックベル社製 Microtrac HRA)で湿式粒度分布を求めた。湿式粒度分布の累積50%の粒子径を平均粒子径とした。
<平均粒子径(焼結体)>
焼結体を機械加工で平坦とした後、ダイヤモンドスラリーを用い両面鏡面研磨を行った。
鏡面研磨した焼結体を1300℃で2時間、空気中で熱処理して、粒界腐食を起こさせた。
多相構造を有する焼結体では、異なるコントラストを有する結晶粒子構造が観察され、単一相構造の焼結体では、単一の結晶粒子構造が観察された。
元素分析を用い、多相構造を有する焼結体では、より明るいコントラストの結晶粒子は散乱材料の相(LAP相)、より暗いコントラストの結晶粒子は蛍光材料の相(ガーネット相)と同定し、単一相構造の焼結体では蛍光材料の相(ガーネット相)と同定した。
そして、平均粒子径のSEM画像をとり、下記式に基づいて平均粒子径(平均結晶径)を求めた。
平均粒子径=1.56C/(MN)
(式中、CはSEM画像上で任意に引いた線(直線)の長さ、Nはこの線上の粒子数、Mは倍率を示す。)
<内部量子効率>
蛍光材料の、蛍光の主波長及び内部量子効率は、大塚電子製QE−2000固体量子効率測定装置により、以下のようにして測定、算出した。
焼結体の一部を10×10×0.2mmに加工後、装置内にセットして、励起波長460nmにおける励起光スペクトルと蛍光スペクトルとを測定し、同時に内部量子効率を測定した。
実施例1:Ce:YAG+散乱源LAP
[蛍光材料(Ce0.15%:YAG)]
0.5mol/Lの高純度(希土類元素として99.99%以上、以下同じ。)塩化イットリウム水溶液14.98L、0.5mol/Lの高純度硝酸セリウム水溶液0.02L、0.5mol/Lの高純度塩化アルミニウム水溶液25Lを混合し、ガーネット(YAG)組成の混合溶液とした。
アンモニア水によりpHを8.2に調整した、2mol/Lの炭酸水素アンモニウム水溶液40L中に、YAG組成の混合溶液を1.5L/minの速度で滴下した。この際、YAG組成の混合溶液と、炭酸水素アンモニウム水溶液は共に32℃に維持した。
滴下終了後、32℃で48時間養生した後、濾過、水洗を6回繰り返して、YAG前駆体を得た。得られたYAG前駆体は、大気中1200℃で5時間仮焼され、粉砕されて、原料粉末となった。
この粉末のBET比表面積は12.2m/g、レーザー散乱法による平均粒子径(2次粒子径)は0.26μmであった。また、2μm以上の凝集粒子は認められなかった。
[光散乱剤(LAP)]
0.5mol/Lの高純度塩化ランタン水溶液15Lと、0.5mol/Lの高純度塩化アルミニウム水溶液15Lを混合し、LAP(LaAlO)組成の混合溶液とした。
アンモニア水によりpHを8.2に調整した、2mol/Lの炭酸水素アンモニウム水溶液40L中に、LAP組成の混合溶液を1.5L/minの速度で滴下した。この際、LAP組成の混合溶液と、炭酸水素アンモニウム水溶液は共に32℃に維持した。
滴下終了後、32℃で48時間養生した後、濾過、水洗を6回繰り返して、LAP前駆体を得た。得られたLAP前駆体は、大気中1200℃で5時間仮焼され、粉砕されて、原料粉末となった。
この粉末のBET比表面積は11.9m/g、レーザー散乱法による平均粒子径(2次粒子径)は0.20μmであった。また、2μm以上の凝集粒子は認められなかった。
[成形]
有機成分[中京油脂製、「セルナD305」(分散剤)、「セルナWF−804:(バインダー)及び「マクセロンA」(改質剤)]と共に、Ce:YAG原料粉末とLAP原料粉末を、体積比にして80:20の割合で加えて、ナイロンポット及びナイロンボールを用いて、約20時間粉砕混合し、水系スラリーを得た。
得られたスラリーは乾燥機中で乾燥し、乳鉢を用いて充分粉砕した。その後φ20mmの金型を用いて1次成形した後、2tの圧力でCIP成形した。
[焼成]
得られた成形体は、酸素気流中30℃/hrの昇温速度で、750℃で100時間脱脂された。脱脂後の成形体密度は理論密度との比で61.2%であった。
脱脂後の成形体を、真空炉で1700℃の温度で2時間焼成し、焼結体(セラミック)を得た。なお、昇温速度は400℃/hr、真空度は10−3Torr以下とした。
得られた焼結体を、SEM及びTEMで確認したところ、ミクロン単位の各粒子(単結晶粒子)が緻密に集合した構造となっており(粒界の幅1nm未満)、空孔はほとんど認められず、粒界に不純物は存在しなかった。また、一部の結晶粒子がコントラストの異なる粒子となっており、2つの異なる物質から構成されていることが確認できた。
さらに、青色LED上に得られた焼結体を配置し、輝度計を用いて垂直方向と45度の角度での輝度を比較したが、同程度の輝度であった。このことから、確かに、色むらやばらつきを改善できることを確認した。
実施例2:Ce:(Y,Gd)AG+散乱源LAP
実施例1において、蛍光材料として下記の方法で得られた蛍光材料(Ce:(Y,Gd)AG)を使用したこと以外は、実施例1と同様にして成形及び焼成して、焼結体(セラミック)を得た。
得られた焼結体は、実施例1同様、ミクロン単位の各粒子(単結晶粒子)が緻密に集合した構造となっており(粒界の幅1nm未満)、空孔はほとんど認められず、粒界に不純物は存在しなかった。また、一部の結晶粒子がコントラストの異なる粒子となっており、2つの異なる物質から構成されていることが確認できた。
さらに、青色LED上に得られた焼結体を配置し、輝度計を用いて垂直方向と45度の角度での輝度を比較したが、同程度の輝度であった。このことから、確かに、色むらやばらつきを改善できることを確認した。
[蛍光材料(Ce0.15%Gd7%YAG)]
0.5mol/Lの高純度塩化イットリウム水溶液13.93L、0.5mol/Lの高純度硝酸セリウム水溶液0.02L、0.5mol/Lの高純度塩化ガドリニウム水溶液1.05L、0.5mol/Lの高純度塩化アルミニウム水溶液25Lを混合し、ガーネット組成の混合溶液とした。
アンモニア水によりpHを8.2に調整した、2mol/Lの炭酸水素アンモニウム水溶液40L中に、YAG組成の混合溶液を1.5L/minの速度で滴下した。この際、YAG組成の混合溶液と、炭酸水素アンモニウム水溶液は共に32℃に維持した。
滴下終了後、32℃で48時間養生した後、濾過、水洗を6回繰り返して、YAG前駆体を得た。得られたYAG前駆体は、大気中1200℃で5時間仮焼され、粉砕されて、原料粉末となった。
この粉末のBET比表面積は11.6m/g、レーザー散乱法による平均粒子径(2次粒子径)は0.28μmであった。また、2μm以上の凝集粒子は認められなかった。
実施例3:Ce:YAG+散乱源La
実施例1において、光散乱剤として下記の方法で得られた光散乱剤(La)を使用したこと以外は、実施例1と同様にして成形及び焼成して、焼結体(セラミック)を得た。
得られた焼結体は、実施例1同様、ミクロン単位の各粒子(単結晶粒子)が緻密に集合した構造となっており(粒界の幅1nm未満)、空孔はほとんど認められず、粒界に不純物は存在しなかった。また、一部の結晶粒子がコントラストの異なる粒子となっており、2つの異なる物質から構成されていることが確認できた。
さらに、青色LED上に得られた焼結体を配置し、輝度計を用いて垂直方向と45度の角度での輝度を比較したが、同程度の輝度であった。このことから、確かに、色むらやばらつきを改善できることを確認した。
[光散乱剤(La)]
0.5mol/Lの高純度塩化ランタン水溶液30Lを準備した。
アンモニア水によりpHを8.2に調整した、2mol/Lの炭酸水素アンモニウム水溶液40L中に、高純度塩化ランタン水溶液を1.5L/minの速度で滴下した。この際、高純度塩化ランタン水溶液と、炭酸水素アンモニウム水溶液は共に32℃に維持した。
滴下終了後、32℃で48時間養生した後、濾過、水洗を6回繰り返して、La前駆体を得た。得られたLa2O3前駆体は、大気中1200℃で5時間仮焼され、粉砕されて、原料粉末となった。
この粉末のBET比表面積は10.8m/g、レーザー散乱法による平均粒子径(2次粒子径)は0.18μmであった。また、2μm以上の凝集粒子は認められなかった。
実施例4:Ce:(Y,Gd)AG+散乱源La
実施例2において、光散乱剤として実施例3で得られた光散乱剤(La)を使用したこと以外は、実施例2と同様にして成形及び焼成して、焼結体(セラミック)を得た。
得られた焼結体は、実施例1同様、ミクロン単位の各粒子(単結晶粒子)が緻密に集合した構造となっており(粒界の幅1nm未満)、空孔はほとんど認められず、粒界に不純物は存在しなかった。また、一部の結晶粒子がコントラストの異なる粒子となっており、2つの異なる物質から構成されていることが確認できた。
さらに、青色LED上に得られた焼結体を配置し、輝度計を用いて垂直方向と45度の角度での輝度を比較したが、同程度の輝度であった。このことから、確かに、色むらやばらつきを改善できることを確認した。
実施例5:Ce:YAG+散乱源LAP
Ce:YAG原料粉末とLAP原料粉末との体積比を95:5の割合に代えたこと以外は、実施例1と同様にして成形及び焼成して、焼結体(セラミック)を得た。
得られた焼結体は、実施例1同様、ミクロン単位の各粒子(単結晶粒子)が緻密に集合した構造となっており(粒界の幅1nm未満)、空孔はほとんど認められず、粒界に不純物は存在しなかった。また、一部の結晶粒子がコントラストの異なる粒子となっており、2つの異なる物質から構成されていることが確認できた。
さらに、青色LED上に得られた焼結体を配置し、輝度計を用いて垂直方向と45度の角度での輝度を比較したが、同程度の輝度であった。このことから、確かに、色むらやばらつきを改善できることを確認した。
実施例6:Ce:(Y,Gd)AG+散乱源LAP
Ce:(Y,Gd)AG原料粉末とLAP原料粉末との体積比を95:5の割合に代えたこと以外は、実施例2と同様にして成形及び焼成して、焼結体(セラミック)を得た。
得られた焼結体は、実施例1同様、ミクロン単位の各粒子(単結晶粒子)が緻密に集合した構造となっており(粒界の幅1nm未満)、空孔はほとんど認められず、粒界に不純物は存在しなかった。また、一部の結晶粒子がコントラストの異なる粒子となっており、2つの異なる物質から構成されていることが確認できた。
さらに、青色LED上に得られた焼結体を配置し、輝度計を用いて垂直方向と45度の角度での輝度を比較したが、同程度の輝度であった。このことから、確かに、色むらやばらつきを改善できることを確認した。
実施例7:Ce:YAG+散乱源La
Ce:YAG原料粉末とLa原料粉末との体積比を95:5の割合に代えたこと以外は、実施例3と同様にして成形及び焼成して、焼結体(セラミック)を得た。
得られた焼結体は、実施例1同様、ミクロン単位の各粒子(単結晶粒子)が緻密に集合した構造となっており(粒界の幅1nm未満)、空孔はほとんど認められず、粒界に不純物は存在しなかった。また、一部の結晶粒子がコントラストの異なる粒子となっており、2つの異なる物質から構成されていることが確認できた。
さらに、青色LED上に得られた焼結体を配置し、輝度計を用いて垂直方向と45度の角度での輝度を比較したが、同程度の輝度であった。このことから、確かに、色むらやばらつきを改善できることを確認した。
実施例8:Ce:(Y,Gd)AG+散乱源La
Ce:(Y,Gd)AG原料粉末とLa原料粉末との体積比を95:5の割合に代えたこと以外は、実施例4と同様にして成形及び焼成して、焼結体(セラミック)を得た。
得られた焼結体は、実施例1同様、ミクロン単位の各粒子(単結晶粒子)が緻密に集合した構造となっており(粒界の幅1nm未満)、空孔はほとんど認められず、粒界に不純物は存在しなかった。また、一部の結晶粒子がコントラストの異なる粒子となっており、2つの異なる物質から構成されていることが確認できた。
さらに、青色LED上に得られた焼結体を配置し、輝度計を用いて垂直方向と45度の角度での輝度を比較したが、同程度の輝度であった。このことから、確かに、色むらやばらつきを改善できることを確認した。
実施例9:Ce:YAG+散乱源LAP
Ce:YAG原料粉末とLAP原料粉末との体積比を90:10の割合に代えたこと以外は、実施例1と同様にして成形及び焼成して、焼結体(セラミック)を得た。
得られた焼結体は、実施例1同様、ミクロン単位の各粒子(単結晶粒子)が緻密に集合した構造となっており(粒界の幅1nm未満)、空孔はほとんど認められず、粒界に不純物は存在しなかった。また、一部の結晶粒子がコントラストの異なる粒子となっており、2つの異なる物質から構成されていることが確認できた。
さらに、青色LED上に得られた焼結体を配置し、輝度計を用いて垂直方向と45度の角度での輝度を比較したが、同程度の輝度であった。このことから、確かに、色むらやばらつきを改善できることを確認した。
実施例10:Ce:(Y,Gd)AG+散乱源LAP
Ce:(Y,Gd)AG原料粉末とLAP原料粉末との体積比を90:10の割合に代えたこと以外は、実施例2と同様にして成形及び焼成して、焼結体(セラミック)を得た。
得られた焼結体は、実施例1同様、ミクロン単位の各粒子(単結晶粒子)が緻密に集合した構造となっており(粒界の幅1nm未満)、空孔はほとんど認められず、粒界に不純物は存在しなかった。また、一部の結晶粒子がコントラストの異なる粒子となっており、2つの異なる物質から構成されていることが確認できた。
さらに、青色LED上に得られた焼結体を配置し、輝度計を用いて垂直方向と45度の角度での輝度を比較したが、同程度の輝度であった。このことから、確かに、色むらやばらつきを改善できることを確認した。
実施例11:Ce:YAG+散乱源La
Ce:YAG原料粉末とLa原料粉末との体積比を90:10の割合に代えたこと以外は、実施例3と同様にして成形及び焼成して、焼結体(セラミック)を得た。
得られた焼結体は、実施例1同様、ミクロン単位の各粒子(単結晶粒子)が緻密に集合した構造となっており(粒界の幅1nm未満)、空孔はほとんど認められず、粒界に不純物は存在しなかった。また、一部の結晶粒子がコントラストの異なる粒子となっており、2つの異なる物質から構成されていることが確認できた。
さらに、青色LED上に得られた焼結体を配置し、輝度計を用いて垂直方向と45度の角度での輝度を比較したが、同程度の輝度であった。このことから、確かに、色むらやばらつきを改善できることを確認した。
実施例12:Ce:(Y,Gd)AG+散乱源La
Ce:(Y,Gd)AG原料粉末とLa原料粉末との体積比を90:10の割合に代えたこと以外は、実施例4と同様にして成形及び焼成して、焼結体(セラミック)を得た。
得られた焼結体は、実施例1同様、ミクロン単位の各粒子(単結晶粒子)が緻密に集合した構造となっており(粒界の幅1nm未満)、空孔はほとんど認められず、粒界に不純物は存在しなかった。また、一部の結晶粒子がコントラストの異なる粒子となっており、2つの異なる物質から構成されていることが確認できた。
さらに、青色LED上に得られた焼結体を配置し、輝度計を用いて垂直方向と45度の角度での輝度を比較したが、同程度の輝度であった。このことから、確かに、色むらやばらつきを改善できることを確認した。
実施例13:Ce:YAG+散乱源LAP
Ce:YAG原料粉末とLAP原料粉末との体積比を99.9:0.1の割合に代えたこと以外は、実施例1と同様にして成形及び焼成して、焼結体(セラミック)を得た。
得られた焼結体は、実施例1同様、ミクロン単位の各粒子(単結晶粒子)が緻密に集合した構造となっており(粒界の幅1nm未満)、空孔はほとんど認められず、粒界に不純物は存在しなかった。また、一部の結晶粒子がコントラストの異なる粒子となっており、2つの異なる物質から構成されていることが確認できた。
さらに、青色LED上に得られた焼結体を配置し、輝度計を用いて垂直方向と45度の角度での輝度を比較したが、同程度の輝度であった。このことから、確かに、色むらやばらつきを改善できることを確認した。
実施例14:Ce:(Y,Gd)AG+散乱源LAP
Ce:(Y,Gd)AG原料粉末とLAP原料粉末との体積比を99.9:0.1の割合に代えたこと以外は、実施例2と同様にして成形及び焼成して、焼結体(セラミック)を得た。
得られた焼結体は、実施例1同様、ミクロン単位の各粒子(単結晶粒子)が緻密に集合した構造となっており(粒界の幅1nm未満)、空孔はほとんど認められず、粒界に不純物は存在しなかった。また、一部の結晶粒子がコントラストの異なる粒子となっており、2つの異なる物質から構成されていることが確認できた。
さらに、青色LED上に得られた焼結体を配置し、輝度計を用いて垂直方向と45度の角度での輝度を比較したが、同程度の輝度であった。このことから、確かに、色むらやばらつきを改善できることを確認した。
実施例15:Ce:YAG+散乱源LAP
Ce:YAG原料粉末とLAP原料粉末との体積比を99.8:0.2の割合に代えたこと以外は、実施例1と同様にして成形及び焼成して、焼結体(セラミック)を得た。
得られた焼結体は、実施例1同様、ミクロン単位の各粒子(単結晶粒子)が緻密に集合した構造となっており(粒界の幅1nm未満)、空孔はほとんど認められず、粒界に不純物は存在しなかった。また、一部の結晶粒子がコントラストの異なる粒子となっており、2つの異なる物質から構成されていることが確認できた。
さらに、青色LED上に得られた焼結体を配置し、輝度計を用いて垂直方向と45度の角度での輝度を比較したが、同程度の輝度であった。このことから、確かに、色むらやばらつきを改善できることを確認した。
実施例16:Ce:(Y,Gd)AG+散乱源LAP
Ce:(Y,Gd)AG原料粉末とLAP原料粉末との体積比を99.8:0.2の割合に代えたこと以外は、実施例2と同様にして成形及び焼成して、焼結体(セラミック)を得た。
得られた焼結体は、実施例1同様、ミクロン単位の各粒子(単結晶粒子)が緻密に集合した構造となっており(粒界の幅1nm未満)、空孔はほとんど認められず、粒界に不純物は存在しなかった。また、一部の結晶粒子がコントラストの異なる粒子となっており、2つの異なる物質から構成されていることが確認できた。
さらに、青色LED上に得られた焼結体を配置し、輝度計を用いて垂直方向と45度の角度での輝度を比較したが、同程度の輝度であった。このことから、確かに、色むらやばらつきを改善できることを確認した。
実施例17:Ce:YAG+散乱源LAP
Ce:YAG原料粉末とLAP原料粉末との体積比を99.5:0.5の割合に代えたこと以外は、実施例1と同様にして成形及び焼成して、焼結体(セラミック)を得た。
得られた焼結体は、実施例1同様、ミクロン単位の各粒子(単結晶粒子)が緻密に集合した構造となっており(粒界の幅1nm未満)、空孔はほとんど認められず、粒界に不純物は存在しなかった。また、一部の結晶粒子がコントラストの異なる粒子となっており、2つの異なる物質から構成されていることが確認できた。
さらに、青色LED上に得られた焼結体を配置し、輝度計を用いて垂直方向と45度の角度での輝度を比較したが、同程度の輝度であった。このことから、確かに、色むらやばらつきを改善できることを確認した。
実施例18:Ce:(Y,Gd)AG+散乱源LAP
Ce:(Y,Gd)AG原料粉末とLAP原料粉末との体積比を99.5:0.5の割合に代えたこと以外は、実施例2と同様にして成形及び焼成して、焼結体(セラミック)を得た。
得られた焼結体は、実施例1同様、ミクロン単位の各粒子(単結晶粒子)が緻密に集合した構造となっており(粒界の幅1nm未満)、空孔はほとんど認められず、粒界に不純物は存在しなかった。また、一部の結晶粒子がコントラストの異なる粒子となっており、2つの異なる物質から構成されていることが確認できた。
さらに、青色LED上に得られた焼結体を配置し、輝度計を用いて垂直方向と45度の角度での輝度を比較したが、同程度の輝度であった。このことから、確かに、色むらやばらつきを改善できることを確認した。
実施例19:Ce:YAG+散乱源LAP
Ce:YAG原料粉末とLAP原料粉末との体積比を99.0:1.0の割合に代えたこと以外は、実施例1と同様にして成形及び焼成して、焼結体(セラミック)を得た。
得られた焼結体は、実施例1同様、ミクロン単位の各粒子(単結晶粒子)が緻密に集合した構造となっており(粒界の幅1nm未満)、空孔はほとんど認められず、粒界に不純物は存在しなかった。また、一部の結晶粒子がコントラストの異なる粒子となっており、2つの異なる物質から構成されていることが確認できた。
さらに、青色LED上に得られた焼結体を配置し、輝度計を用いて垂直方向と45度の角度での輝度を比較したが、同程度の輝度であった。このことから、確かに、色むらやばらつきを改善できることを確認した。
実施例20:Ce:(Y,Gd)AG+散乱源LAP
Ce:(Y,Gd)AG原料粉末とLAP原料粉末との体積比を99.0:1.0の割合に代えたこと以外は、実施例2と同様にして成形及び焼成して、焼結体(セラミック)を得た。
得られた焼結体は、実施例1同様、ミクロン単位の各粒子(単結晶粒子)が緻密に集合した構造となっており(粒界の幅1nm未満)、空孔はほとんど認められず、粒界に不純物は存在しなかった。また、一部の結晶粒子がコントラストの異なる粒子となっており、2つの異なる物質から構成されていることが確認できた。
さらに、青色LED上に得られた焼結体を配置し、輝度計を用いて垂直方向と45度の角度での輝度を比較したが、同程度の輝度であった。このことから、確かに、色むらやばらつきを改善できることを確認した。
実施例21:Ce:YAG+散乱源LAP
Ce:YAG原料粉末とLAP原料粉末との体積比を98.0:2.0の割合に代えたこと以外は、実施例1と同様にして成形及び焼成して、焼結体(セラミック)を得た。
得られた焼結体は、実施例1同様、ミクロン単位の各粒子(単結晶粒子)が緻密に集合した構造となっており(粒界の幅1nm未満)、空孔はほとんど認められず、粒界に不純物は存在しなかった。また、一部の結晶粒子がコントラストの異なる粒子となっており、2つの異なる物質から構成されていることが確認できた。
さらに、青色LED上に得られた焼結体を配置し、輝度計を用いて垂直方向と45度の角度での輝度を比較したが、同程度の輝度であった。このことから、確かに、色むらやばらつきを改善できることを確認した。
実施例22:Ce:(Y,Gd)AG+散乱源LAP
Ce:(Y,Gd)AG原料粉末とLAP原料粉末との体積比を98.0:2.0の割合に代えたこと以外は、実施例2と同様にして成形及び焼成して、焼結体(セラミック)を得た。
得られた焼結体は、実施例1同様、ミクロン単位の各粒子(単結晶粒子)が緻密に集合した構造となっており(粒界の幅1nm未満)、空孔はほとんど認められず、粒界に不純物は存在しなかった。また、一部の結晶粒子がコントラストの異なる粒子となっており、2つの異なる物質から構成されていることが確認できた。
さらに、青色LED上に得られた焼結体を配置し、輝度計を用いて垂直方向と45度の角度での輝度を比較したが、同程度の輝度であった。このことから、確かに、色むらやばらつきを改善できることを確認した。
実施例23:Ce:YAG+散乱源LAP
Ce:YAG原料粉末とLAP原料粉末との体積比を96.5:3.5の割合に代えたこと以外は、実施例1と同様にして成形及び焼成して、焼結体(セラミック)を得た。
得られた焼結体は、実施例1同様、ミクロン単位の各粒子(単結晶粒子)が緻密に集合した構造となっており(粒界の幅1nm未満)、空孔はほとんど認められず、粒界に不純物は存在しなかった。また、一部の結晶粒子がコントラストの異なる粒子となっており、2つの異なる物質から構成されていることが確認できた。
さらに、青色LED上に得られた焼結体を配置し、輝度計を用いて垂直方向と45度の角度での輝度を比較したが、同程度の輝度であった。このことから、確かに、色むらやばらつきを改善できることを確認した。
実施例24:Ce:(Y,Gd)AG+散乱源LAP
Ce:(Y,Gd)AG原料粉末とLAP原料粉末との体積比を96.5:3.5の割合に代えたこと以外は、実施例2と同様にして成形及び焼成して、焼結体(セラミック)を得た。
得られた焼結体は、実施例1同様、ミクロン単位の各粒子(単結晶粒子)が緻密に集合した構造となっており(粒界の幅1nm未満)、空孔はほとんど認められず、粒界に不純物は存在しなかった。また、一部の結晶粒子がコントラストの異なる粒子となっており、2つの異なる物質から構成されていることが確認できた。
さらに、青色LED上に得られた焼結体を配置し、輝度計を用いて垂直方向と45度の角度での輝度を比較したが、同程度の輝度であった。このことから、確かに、色むらやばらつきを改善できることを確認した。
比較例1:Ce:YAG 散乱源なし
実施例1において、光散乱源を使用しなかったこと以外は、実施例1と同様にして成形及び焼成して、焼結体(セラミック)を得た。
比較例2:Ce:(Y,Gd)AG 散乱源なし
実施例2において、光散乱源を使用しなかったこと以外は、実施例1と同様にして成形及び焼成して、焼結体(セラミック)を得た。
参考例1:Ce:YAG+YAP
実施例1において、光散乱剤(LAP)に代えて、下記の方法で得られたYAPを使用したこと以外は、実施例1と同様にして成形及び焼成して、焼結体(セラミック)を得た。
[YAP]
0.5mol/Lの高純度塩化イットリウム水溶液15Lと、0.5mol/Lの高純度塩化アルミニウム水溶液15Lを混合し、YAP(YAlO)組成の混合溶液とした。
アンモニア水によりpHを8.2に調整した、2mol/Lの炭酸水素アンモニウム水溶液40L中に、YAP組成の混合溶液を1.5L/minの速度で滴下した。この際、YAP組成の混合溶液と、炭酸水素アンモニウム水溶液は共に32℃に維持した。
滴下終了後、32℃で48時間養生した後、濾過、水洗を6回繰り返して、YAP前駆体を得た。得られたYAP前駆体は、大気中1200℃で5時間仮焼され、粉砕されて、原料粉末となった。
この粉末のBET比表面積は12.8m/g、レーザー散乱法による平均粒子径(2次粒子径)は0.22μmであった。また、2μm以上の凝集粒子は認められなかった。
参考例2:Ce:(Y,Gd)AG+YAP
実施例2において、光散乱剤(LAP)に代えて、参考例1で得られたYAPを使用したこと以外は、実施例2と同様にして成形及び焼成して、焼結体(セラミック)を得た。
参考例3:Ce:YAG+YAP
参考例1において、Ce:YAG原料粉末とYAP原料粉末との体積比を95:5の割合に代えたこと以外は、参考例1と同様にして成形及び焼成して、焼結体(セラミック)を得た。
参考例4:Ce:(Y,Gd)AG+YAP
参考例2において、Ce:(Y,Gd)AG原料粉末とYAP原料粉末との体積比を95:5の割合に代えたこと以外は、参考例2と同様にして成形及び焼成して、焼結体(セラミック)を得た。
参考例5:Ce:YAG+YAP
参考例1において、Ce:YAG原料粉末とYAP原料粉末との体積比を90:10の割合に代えたこと以外は、参考例1と同様にして成形及び焼成して、焼結体(セラミック)を得た。
参考例6:Ce:(Y,Gd)AG+YAP
参考例2において、Ce:(Y,Gd)AG原料粉末とYAP原料粉末との体積比を90:10の割合に代えたこと以外は、参考例2と同様にして成形及び焼成して、焼結体(セラミック)を得た。
参考例7:Ce:YAG+YAP
参考例1において、Ce:YAG原料粉末とYAP原料粉末との体積比を98.0:2.0の割合に代えたこと以外は、参考例1と同様にして成形及び焼成して、焼結体(セラミック)を得た。
参考例8:Ce:(Y,Gd)AG+YAP
参考例2において、Ce:(Y,Gd)AG原料粉末とYAP原料粉末との体積比を98.0:2.0の割合に代えたこと以外は、参考例2と同様にして成形及び焼成して、焼結体(セラミック)を得た。
実施例、比較例及び参考例で得られた焼結体(セラミック)について、結晶相を調べるとともに、直線透過率、平均粒子径、内部量子効率を測定した。
これらの結果をまとめたものを表1、表2及び表3に示す。
Figure 0006882335
Figure 0006882335
Figure 0006882335
上記表の結果から明らかなように、ランタン酸化物は、蛍光材料との組み合わせにおいて多相構造を形成し、光散乱剤として機能することがわかった(低い直線透過率)。
しかも、意外なことに、ランタン酸化物を用いても、蛍光主波長に変化がなかった。そのため、ランタン酸化物によれば、所望の蛍光波長が得られることがわかった。
さらに、意外なことに、ランタン酸化物を組み合わせても、内部量子効率は同等か又はそれ以上の値を示しており、発光効率を維持ないし向上できることがわかった。
また、蛍光材料(ガーネット相)の種類(組成)を代えても、上記実施例と同様に、光散乱剤として機能し、蛍光主波長に変化がなく、内部量子効率は同等か又はそれ以上の値を示すセラミックが得られた。
具体的には、実施例1、3、5、7、9及び11について、蛍光材料を下記表4のA1〜A4に示す蛍光材料に、実施例2、4、6、8、10及び12について、蛍光材料を下記表4のB1〜B4に示す蛍光材料に、それぞれ変更して、得られた各焼結体(セラミック)を評価した。
Figure 0006882335
そうすると、いずれの焼結体も、ミクロン単位の各粒子(単結晶粒子)が緻密に集合した構造となっており(粒界の幅1nm未満)、空孔はほとんど認められず、粒界に不純物は存在しなかった。また、一部の結晶粒子がコントラストの異なる粒子となっており、2つの異なる物質から構成されていることが確認できた。
さらに、青色LED上に得られた焼結体を配置し、輝度計を用いて垂直方向と45度の角度での輝度を比較したが、同程度の輝度であった。このことから、確かに、色むらやばらつきを改善できることを確認した。
そして、各焼結体は、いずれも、上記表1と同様の直線透過率、蛍光主波長、及び内部量子効率を有していた。
本発明によれば、新規な光散乱剤及びセラミック組成物を得ることができる。

Claims (14)

  1. 12の組成で表されるガーネット構造を有する蛍光材料で構成された蛍光相と、ランタン酸化物で構成された光散乱相とを有し、
    AがY、BがAlを含み、
    ランタン酸化物全体に対するLaAlO及びLaから選択された少なくとも1種の割合が95質量%以上であり、
    光散乱相の平均粒子径が1〜10μmであり、
    蛍光相の平均粒子径と光散乱相の平均粒子径との割合が、前者/後者=50/1〜1/1であり、
    蛍光材料とランタン酸化物との割合が、前者/後者(体積比)=99.9/0.1〜50/50であり、
    断面積全体に対する空孔が占める面積の割合が10%以下及び/又は各粒子間の平均距離が10nm以下である、セラミック組成物。
  2. 蛍光相の平均粒子径が1μm以上である、請求項1記載のセラミック組成物。
  3. 散乱相の平均粒子径が1〜5μmである、請求項1又は2記載のセラミック組成物。
  4. 蛍光相の平均粒子径と光散乱相の平均粒子径との割合が、前者/後者=30/1〜1.1/1である請求項1〜3のいずれかに記載の組成物。
  5. 蛍光材料とランタン酸化物との割合が、前者/後者(体積比)=99.9/0.1〜60/40である請求項1〜4のいずれかに記載の組成物。
  6. 賦活剤をドープしたイットリウム系ガーネット化合物を含む蛍光材料で構成された蛍光相を有し、
    蛍光材料とランタン酸化物との割合が、前者/後者(体積比)=99.9/0.1〜70/30であり、
    蛍光相の平均粒子径と光散乱相の平均粒子径との割合が、前者/後者=15/1〜1.2/1である請求項1〜5のいずれかに記載の組成物。
  7. 断面積全体に対する空孔が占める面積の割合が10%以下である、請求項1〜6のいずれかに記載のセラミック組成物。
  8. 各粒子間の平均距離が10nm以下である、請求項1〜7のいずれかに記載のセラミック組成物。
  9. 断面積全体に対する空孔が占める面積の割合が5%以下であり、各粒子間の平均距離が5nm以下である、請求項1〜8のいずれかに記載のセラミック組成物。
  10. 厚み2mm、波長530nmにおける直線透過率が5%以下である請求項1〜9のいずれかに記載の組成物。
  11. ランタン酸化物を含まない場合の蛍光主波長をA1、ランタン酸化物を含む場合の蛍光主波長をA2とするとき、蛍光主波長の差A2−A1が−5nm〜5nmである請求項1〜10のいずれかに記載の組成物。
  12. ランタン酸化物を含まない場合の内部量子効率をB1、ランタン酸化物を含む場合の内部量子効率をB2とするとき、内部量子効率の比B2/B1が、0.93以上である請求項1〜11のいずれかに記載の組成物。
  13. 厚み2mm、波長530nmにおける直線透過率が3.5%以下であり、
    ランタン酸化物を含まない場合の蛍光主波長をA1、ランタン酸化物を含む場合の蛍光主波長をA2とするとき、蛍光主波長の差A2−A1が−3nm〜3nmであり、
    ランタン酸化物を含まない場合の内部量子効率をB1、ランタン酸化物を含む場合の内部量子効率をB2とするとき、内部量子効率の比B2/B1が、0.95以上である請求項1〜12のいずれかに記載の組成物。
  14. 発光素子と、請求項1〜13のいずれかに記載のセラミック組成物とを備えた発光装置。
JP2018555006A 2016-12-07 2017-12-05 セラミック組成物 Active JP6882335B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016238048 2016-12-07
JP2016238048 2016-12-07
PCT/JP2017/043611 WO2018105598A1 (ja) 2016-12-07 2017-12-05 セラミック組成物

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2018105598A1 JPWO2018105598A1 (ja) 2019-11-07
JP6882335B2 true JP6882335B2 (ja) 2021-06-02

Family

ID=62491951

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018555006A Active JP6882335B2 (ja) 2016-12-07 2017-12-05 セラミック組成物

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10800967B2 (ja)
EP (1) EP3553153B1 (ja)
JP (1) JP6882335B2 (ja)
CN (1) CN110036089B (ja)
WO (1) WO2018105598A1 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111285682A (zh) * 2018-12-07 2020-06-16 上海航空电器有限公司 用于激光照明与显示的全光谱复相荧光陶瓷及制备方法
CN112939578B (zh) * 2019-11-26 2023-07-18 深圳市中光工业技术研究院 荧光陶瓷及其制备方法、发光装置以及投影装置
JP2021151933A (ja) * 2020-03-24 2021-09-30 パナソニックIpマネジメント株式会社 セラミクス複合体
CN112047735B (zh) * 2020-08-10 2021-12-07 中国科学院过程工程研究所 一种复相荧光陶瓷材料及其制备方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW383508B (en) 1996-07-29 2000-03-01 Nichia Kagaku Kogyo Kk Light emitting device and display
CA2308933C (en) * 1999-05-19 2008-07-22 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Translucent polycrystalline ceramic and method for making same
JP2001147307A (ja) * 1999-11-18 2001-05-29 Fuji Photo Film Co Ltd 光コリメータシート
JP2001166110A (ja) * 1999-12-06 2001-06-22 Fuji Photo Film Co Ltd 光コリメータシート
JP2001174608A (ja) * 1999-12-20 2001-06-29 Fuji Photo Film Co Ltd 光コリメータシートの製造方法
JP2005331707A (ja) * 2004-05-20 2005-12-02 Olympus Corp 光学材料
KR20090004179A (ko) * 2007-07-06 2009-01-12 삼성에스디아이 주식회사 금속 화합물로 안정화된 혼성화된 나노 형광체 막, 그 용도및 그 제조 방법.
KR101768010B1 (ko) * 2010-02-04 2017-08-14 닛토덴코 가부시키가이샤 발광 세라믹 적층체 및 이를 제조하는 방법
JP6394144B2 (ja) 2013-11-08 2018-09-26 日本電気硝子株式会社 プロジェクター用蛍光ホイール及びプロジェクター用発光デバイス
JP5862841B1 (ja) 2014-03-18 2016-02-16 宇部興産株式会社 光変換用セラミックス複合材料、その製造方法、およびそれを備えた発光装置
JP6269214B2 (ja) * 2014-03-19 2018-01-31 日亜化学工業株式会社 蛍光体板、発光装置及び蛍光体板の製造方法、発光装置の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN110036089A (zh) 2019-07-19
EP3553153A1 (en) 2019-10-16
US10800967B2 (en) 2020-10-13
JPWO2018105598A1 (ja) 2019-11-07
US20200063029A1 (en) 2020-02-27
WO2018105598A1 (ja) 2018-06-14
EP3553153B1 (en) 2023-02-08
EP3553153A4 (en) 2020-08-05
CN110036089B (zh) 2022-08-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6882335B2 (ja) セラミック組成物
US10023796B2 (en) Illumination system comprising composite monolithic ceramic luminescence converter
TWI411660B (zh) A phosphor and a method for manufacturing the same, and a light-emitting element using the same
TWI393765B (zh) 製備β-賽隆磷光體之方法
JP2009530839A (ja) セラミックガーネット材料を有する発光デバイス
US20100012964A1 (en) Illumination system comprising monolithic ceramic luminescence converter
EP2148910B1 (en) White emitting light source and luminescent material with improved colour stability
US8721925B2 (en) Co-doped silicooxynitrides
JP2008127547A (ja) 蛍光体およびその製造方法、ならびに発光装置
KR102196577B1 (ko) 광파장 변환 부재 및 발광 장치
TWI808946B (zh) 螢光體、發光裝置、照明裝置及影像顯示裝置
KR20130110076A (ko) 희토류 원소가 확산된 산화물 세라믹 형광 재료
KR102641930B1 (ko) 세라믹 컨버터 요소를 제조하는 방법, 세라믹 컨버터 요소, 및 광전자 부품
EP2118235B1 (en) Red emitting oxynitride luminescent materials
JP2008045080A (ja) 無機化合物の製造方法
CN111051472A (zh) 荧光体、发光装置、图像显示装置和照明装置
Takahashi et al. Transparent Y-α SiAlON: Ce3+ Ceramics Fabricated by Low-Temperature Liquid Phase Sintering Technique
JP2017518412A (ja) 変換蛍光体
WO2018079373A1 (ja) 光波長変換部材及び発光装置
JP2023026191A (ja) 蛍光部材およびその製造方法、並びに発光装置
KR20130047019A (ko) 산화물 조제 첨가 베타 사이알론 형광체 및 그 제조 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190529

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200616

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200806

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210126

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210317

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210413

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210415

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: 20210427

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210506

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6882335

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150