KR20090040450A - Yag-based ceramic garnet material comprising at least one multi-site element - Google Patents

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피터 슈미드트
헨리쿠스 알버투스 마리아 반 할
잭 보어엔캠프
요르그 메이어
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코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

The invention relates to a YAG-based ceramic garnet material comprising at least one multi-site element capable of replacing the Y and/or Al-sites within the YAG-material.

Description

YAG 기반 세라믹 가닛 물질, 발광 디바이스, 방법 및 시스템{YAG-BASED CERAMIC GARNET MATERIAL COMPRISING AT LEAST ONE MULTI-SITE ELEMENT}YAV-BASED CERAMIC GARNET MATERIAL COMPRISING AT LEAST ONE MULTI-SITE ELEMENT}

본 발명은 세라믹 가닛 물질들(ceramic garnet materials)에 관한 것으로, 특히 발광 디바이스들, 특히 LED들에서 이용되는 이들 물질들에 관한 것이다.The present invention relates to ceramic garnet materials, and more particularly to these materials used in light emitting devices, in particular LEDs.

오늘날의 발광 디바이스들, 특히 LED들은, YAG의 우수한 물질 속성으로 인해 Ce(III) 도핑된 YAG 기반 물질들을 상당히 많이 포함하고 있다. 이와 관련하여, 이는 예를 들면, 본원에 참조로 포함되는 US 2003/0078156 A1에 언급되어 있다.Today's light emitting devices, especially LEDs, contain a significant amount of Ce (III) doped YAG based materials due to the excellent material properties of YAG. In this regard, it is mentioned, for example, in US 2003/0078156 A1, incorporated herein by reference.

그러나, 특히, 세라믹 및/또는 결정체 형태의 Ce(III) 도핑된 YAG 기반 물질들을 이용하는 발광 디바이스들의 경우, 특히, YAG 내에서의 2차 상(secondary phases), 특히 YAG(페로브스카이트)-상이 존재하지 않도록 그 물질 조성을 정확하게 유지하여야 하기 때문에, 이들 YAG-세라믹의 제조는 종종 어려움에 직면하고 있는 것으로 관찰되었다.However, in particular for light emitting devices using Ce (III) doped YAG based materials in ceramic and / or crystalline form, in particular, secondary phases in YAG, in particular YAG (perovskite)- It has been observed that the preparation of these YAG-ceramics is often faced with difficulties because the material composition must be kept precisely so that phases do not exist.

알루미나-산화이트륨(alumina-yttria) 시스템에서의 상 관계는, 예를 들어 J.S.Abell, I.R.Harris, B.Cockayne 및 B.Lent의 J.Mate.Sci, 9(1974) 527에 공지되어 있다. 고체 상태에서, Y3Al5O12(YAG)는, 이상적인 화학양론으로부터 벗어날 경 우, 다결정 가닛 YAG 물질들 내에 형성되는 이웃 상들(neighboring phases)로서, 알루미나, Al2O3, 혹은 YAP, YAlO3 와 함께 비고용 화합물(line compound)로서 결정화된다.Phase relationships in the alumina-yttria system are known, for example, from J. Bell, IRHarris, B. Cockayne and B. Len, J. Mate. Sci, 9 (1974) 527. In the solid state, Y 3 Al 5 O 12 (YAG) is the neighboring phases formed in polycrystalline garnet YAG materials, deviating from the ideal stoichiometry, such as alumina, Al 2 O 3 , or YAP, YAlO. 3 With crystallization as a line compound.

M.M.Kuklja 및 R.Pandey, J.Am.Ceram.Soc.82(1999)2881로부터, 진성 안티-사이트 디스오더(intrinsic anti-site disorder)는, 이상적인 화학양론으로부터 벗어난 것, 즉 Y3Al5O12(YAG) 가닛 화합물 내의 Y2O3 혹은 Al2O3의 과도량을 조절하는 우세한 메카니즘인 것으로 알려져 있다. 8면체 알루미늄 사이트들(octahedral aluminum sites)에서 이트륨을 포함하는 것이 12면체 이트륨 사이트들(dodecahedral yttrium sites)에서 알루미늄을 포함하는 것보다 강력하게 보다 유리하기 때문에, 이러한 안티-사이트 디스오더는, 특히 산화이트륨 과도를 나타내는 조성의 경우 비고용 화합물 화학양론체를 둘러싸는 단일 상 존재 영역(single phase existence area)의 확장을 초래할 수 있다.From MMKuklja and R.Pandey, J. Am. Ceram. Soc. 82 (1999) 2881, intrinsic anti-site disorders deviated from the ideal stoichiometry, ie Y 3 Al 5 O 12 (YAG) It is known to be a dominant mechanism for controlling the transient amount of Y 2 O 3 or Al 2 O 3 in garnet compounds. Such anti-site disorders are particularly oxidized, since the inclusion of yttrium at octahedral aluminum sites is strongly more advantageous than the inclusion of aluminum at dodecahedral yttrium sites. Compositions exhibiting yttrium transients can lead to an expansion of the single phase existence area surrounding the non-employed compound stoichiometry.

그러나, 특히 Ce(III) 도핑된 YAG-세라믹의 공업 생산면에서, 제조 공정 동안의 계량 오차(weighing errors) 혹은 변동으로 인해 올바른 조성을 정확하게 유지하는 것은 종종 불가능하다. However, especially in the industrial production of Ce (III) doped YAG-ceramic, it is often impossible to accurately maintain the correct composition due to weighing errors or variations during the manufacturing process.

본 발명의 목적은, 특히 다양한 응용에서 더 큰 제조 허용오차를 허용하는, 개선된 속성을 갖는 YAG 기반 세라믹 가닛 물질을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a YAG based ceramic garnet material having improved properties, which in particular allows greater manufacturing tolerances in various applications.

이 목적은, 본 발명의 청구항 1에 따른 YAG 기반 세라믹 가닛 물질 및/또는 본 출원의 청구항 9에 따른 방법에 의해 달성된다. 이에 따라, YAG 기반 세라믹 가닛 물질 내부의 8면체 및/또는 12면체 배위 양이온 격자 사이트들을 차지할 수 있는 적어도 하나의 멀티 사이트 엘리먼트(multi-site element)를 포함하는 YAG 기반 세라믹 가닛 물질이 제공된다.This object is achieved by a YAG based ceramic garnet material according to claim 1 of the present invention and / or a method according to claim 9 of the present application. Accordingly, a YAG based ceramic garnet material is provided that includes at least one multi-site element that can occupy octahedral and / or dodecahedral coordinating cationic lattice sites within the YAG based ceramic garnet material.

놀랍게도, 이러한 YAG 기반 세라믹 가닛 물질을 이용함으로써, 본 발명에서의 대부분의 응용에서 YAG 기반 세라믹의 특성에 영향을 미치지 않고 제조 허용오차가 크게 향상될 수 있음을 알아내었다. 일부 응용에서는, 심지어는 YAG 기반 세라믹 가닛 물질의 특성들이 개선될 수도 있다. 소정의 이론으로 결정된 것은 아니지만, 본 발명자들은 적어도 하나의 멀티 사이트 엘리먼트가, 다른 이온들, 특히 YAG 물질 내의 Y 및/또는 Al 이온들에 대한 개체 틀(placeholder)로서 기능하는 능력은, YAG 물질의 처리 윈도우를 확장시키는 것을 돕는다는 것을 믿고 있다.Surprisingly, it has been found that by using such YAG based ceramic garnet materials, manufacturing tolerances can be greatly improved without affecting the properties of YAG based ceramics in most applications in the present invention. In some applications, even the properties of YAG based ceramic garnet materials may be improved. Although not determined by any theory, the inventors have found that the ability of at least one multi-site element to function as a placeholder for other ions, in particular Y and / or Al ions in the YAG material, is due to It is believed to help extend the processing window.

"YAG 기반"이라는 용어는 특히, MI가 Mg, Ca, Y, Na, Sr, Gd, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Dy, Tb, Ho, Er, Tm, Yb, Lu 혹은 그 혼합물들의 그룹으로부터 선택되고, MII가 Al, Ga, Mg, Zn, Y, Ge, Sc, Zr, Ti, Hf, Lu 혹은 그 혼합물들의 그룹으로부터 선택되고, MIII가 Al, Si, B, Ge, Ga, V, As, Zn 혹은 그 혼합물들의 그룹으로부터 선택되고, X가 O, S, N, F, Cl, Br, I, OH 및 그 혼합물들의 그룹으로부터 선택되고 MIIX6 8면체 및 MIIIX4 4면체(각 8면체는 꼭지점을 공유하는 4면체를 통해 다른 6개에 결합됨)로 구성된 물질 MI 3MII 2(MIIIX4)3을 주 성분으로서 포함하는 물질을 의미 및/또는 포함한다. 각 4면체는 그 꼭지점들을 네 개의 8면체와 공유하여서, 그 프레임워크의 조성이 (MIIX3)2(MIIIX2)3이 된다. 더 큰 이온들 MI는, 그 프레임워크의 틈(interstices) 내의 8 배위(12면체)의 포지션들을 차지하여서, 최종 조성 MI 3MII 2MIII 3X12 혹은 MI 3MII 2(MIIIX4)3을 제공하게 된다.The term " YAG based " particularly means that M I is Mg, Ca, Y, Na, Sr, Gd, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Dy, Tb, Ho, Er, Tm, Yb, Lu or The mixture is selected from the group of mixtures, M II is selected from the group of Al, Ga, Mg, Zn, Y, Ge, Sc, Zr, Ti, Hf, Lu or mixtures thereof, and M III is selected from Al, Si, B, Ge, Ga, V, As, Zn or mixtures thereof, X is selected from the group of O, S, N, F, Cl, Br, I, OH and mixtures thereof and M II X 6 octahedron and M III 3 4 A substance consisting of tetrahedrons (each octahedron is bonded to the other six through a tetrahedron that shares a vertex) .M i 3 M II 2 (M III X 4 ) 3 Meaning and / or include. Each tetrahedron shares its vertices with four octahedrons, resulting in (M II X 3 ) 2 (M III X 2 ) 3 . The larger ions M I occupy positions of eight coordination (12-sided) in the interstices of the framework, so that the final composition M I 3 M II 2 M III 3 X 12 or M I 3 M II 2 ( M III X 4 ) 3 .

"주 성분"이라는 용어는 특히, YAG 기반 세라믹 가닛 물질의 95% 이상, 바람직하게는 97% 이상, 가장 바람직하게는 99% 이상(적어도 하나의 멀티 사이트 엘리먼트 및 가능한 첨가된 도펀트 물질이 없음)이 이 물질로 구성됨을 의미한다.The term " main ingredient " particularly refers to at least 95%, preferably at least 97%, most preferably at least 99% (at least one multi-site element and no added dopant material) of the YAG based ceramic garnet material. It is composed of this material.

본 발명에서의 일부 가닛 물질들에서는, MII 및 MIII 포지션들이 동일한 엘리먼트의 원자들에 의해 적어도 부분적으로 점유됨에 유의하여야 한다.In some garnet materials in the present invention, it should be noted that the M II and M III positions are at least partially occupied by atoms of the same element.

YAG 기반 세라믹 물질은, Lu, Pr, Sm, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, La, Ce 혹은 그 혼합물들의 그룹에서 선택되는 물질로 도핑될 수 있음에 유의하여야 한다.It should be noted that the YAG based ceramic material may be doped with a material selected from the group of Lu, Pr, Sm, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, La, Ce or mixtures thereof.

본 발명의 관점에서 "YAG 기반 세라믹 가닛 물질"이라는 용어는 또한, 특히 세라믹 처리 동안 첨가될 수 있는 첨가제들과, 전술한 바와 같은 물질의 혼합물을 의미 및/또는 포함한다. 이들 첨가제들은, 최종 물질 내에 완전히 혹은 부분적으로 포함될 수 있으며, 이는 그 후 또한 몇몇 화학적으로 서로 다른 종들의 합성물이 될 수 있으며 특히 본 기술 분야에 공지되어 있는 이러한 종들을 용매제로서 포함할 수 있다. 적절한 용매제들에는 알칼리토류(alkaline earth)-, 혹은 알칼리성 금속 산화물 및 할로겐화물, 붕산염, SiO2 등이 포함된다.The term "YAG based ceramic garnet material" in the context of the present invention also means and / or comprises a mixture of the material as described above with additives which can be added, in particular during ceramic processing. These additives may be included completely or partly in the final material, which may then also be a composite of several chemically different species, and in particular may comprise such species as known in the art as solvents. Suitable solvents include alkaline earth- or alkaline metal oxides and halides, borates, SiO 2, and the like.

본 발명의 관점에서 "세라믹 물질"이라는 용어는 특히, 제어된 양의 구멍들을 갖거나 혹은 구멍이 없는 결정질 혹은 다결정질 압축 물질 혹은 합성 물질을 의미 및/또는 포함한다.The term "ceramic material" in the sense of the present invention means and / or includes, in particular, a crystalline or polycrystalline compressed material or synthetic material with or without a controlled amount of pores.

본 발명의 관점에서 "다결정질 물질"이라는 용어는 특히, 80%를 초과하는 단결정 도메인들(각 도메인은 직경이 0.5㎛보다 큼)로 구성된, 주 성분의 90%보다 큰 체적 밀도를 갖는 물질을 의미 및/또는 포함하며 이는 서로 다른 결정학적 방위들(crystallographic orientations)을 가질 수도 있다. 이 단결정 도메인들은, 비결정질 혹은 유리 물질(glassy material)에 의해, 혹은 추가적인 결정질 성분에 의해 연결되어 있을 수 있다.In the context of the present invention, the term "polycrystalline material" refers in particular to a material having a volume density of greater than 90% of the main component, consisting of more than 80% of single crystal domains (each domain having a diameter of greater than 0.5 μm). Meanings and / or include and may have different crystallographic orientations. These single crystal domains may be linked by an amorphous or glassy material or by additional crystalline components.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 적어도 하나의 멀티 사이트 엘리먼트의 6중 배위(six fold coordination)에 대한 이온 반경은 70pm 이상 104pm 이하이고/이거나 적어도 하나의 멀티 사이트 엘리먼트의 8중 배위에 대한 이온 반경은 85pm 이상 116pm 이하이다. 이는 본 발명 내의 많은 응용들에서 가장 효과적인 것으로 나타났다.According to a preferred embodiment of the invention, the ion radius for the six fold coordination of at least one multi-site element is greater than or equal to 70 pm and less than or equal to 104 pm and / or the ion radius for the eight-fold configuration of at least one multi-site element. Is 85 pm or more and 116 pm or less. This has been shown to be most effective in many applications within the present invention.

몇몇 서로 다른 멀티 사이트 엘리먼트들이 존재하는 경우, 모든 멀티 사이트 엘리먼트들이 전술한 바와 같은 이온 반경을 갖는 것이 특히 바람직하며, 이는 본 발명 내의 다른 모든 실시예들에 대해서도 필요한 변경을 가하도록 적용됨에 유의하여야 한다.It should be noted that where there are several different multi-site elements, it is particularly preferred that all multi-site elements have the same ion radius as described above, which applies to make the necessary changes to all other embodiments within the invention. .

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 적어도 하나의 멀티 사이트 엘리먼트의 6중 배위에 대한 이온 반경은 75pm 이상 104pm 이하이며, 보다 바람직하게는 88pm 이상 102pm 이하이다.According to a preferred embodiment of the present invention, the ion radius for the sixfold configuration of the at least one multi-site element is 75 pm or more and 104 pm or less, more preferably 88 pm or more and 102 pm or less.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 적어도 하나의 멀티 사이트 엘리먼트의 8중 배위에 대한 이온 반경은 90pm 이상 114pm 이하이며, 보다 바람직하게는 92pm 이상 112pm 이하이다.According to a preferred embodiment of the present invention, the ion radius with respect to the eighth configuration of the at least one multi-site element is 90 pm or more and 114 pm or less, more preferably 92 pm or more and 112 pm or less.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 적어도 하나의 멀티 사이트 엘리먼트의 농도는, YAG 기반 가닛 구조에 대하여 0.5mol% 이상 5mol% 이하이다. 이는, 본 발명 내에서의 다양한 응용에서 YAG 물질의 특성을 퇴화시키지 않고 가장 넓은 처리 윈도우를 얻기 위한 가장 적절한 범위인 것으로 나타났다.According to one embodiment of the invention, the concentration of the at least one multi-site element is greater than or equal to 0.5 mol% and less than or equal to 5 mol% with respect to the YAG based garnet structure. This has been shown to be the most appropriate range for obtaining the widest treatment window without degrading the properties of YAG materials in various applications within the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 적어도 하나의 멀티 사이트 엘리먼트의 농도는, 화학식 단위(formula unit)의 양이온들의 합에 대해, 0.1 atom% 이상 0.7 atom% 이하이며, 바람직하게는 0.2 atom% 이상 0.4 atom% 이하이다.According to one embodiment of the invention, the concentration of at least one multi-site element is 0.1 atom% or more and 0.7 atom% or less, preferably 0.2 atom% or more and 0.4 atom or less, based on the sum of the cations of the formula unit. atom% or less.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 세라믹 가닛 물질 내에서 (Y, Lu, Gd, Pr, Sm, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, La, Ce, Ca)의 합과 (Al, B, Si, Mg, Ge, Zr, Hf, Ga, Sc)의 합의 비율은 0.590 이상 0.610 이하이다. 이렇게 함으로써, 다양한 응용에서, 가장 적절한 YAG-세라믹 물질들이 얻어질 수 있다. 바람직하게는, 세라믹 가닛 물질 내에서 (Y, Lu, Gd, Pr, Sm, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, La, Ce, Ca)의 합과 (Al, B, Si, Mg, Ge, Zr, Hf)의 합의 비율은 0.593 이상 0.607 이하이며, 보다 바람직하게는, 0.595 이상 0.605 이하이다.According to one embodiment of the invention, the sum of (Y, Lu, Gd, Pr, Sm, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, La, Ce, Ca) and (Al, B) in a ceramic garnet material , Si, Mg, Ge, Zr, Hf, Ga, Sc) is a ratio of 0.590 to 0.610. By doing so, in various applications, the most suitable YAG-ceramic materials can be obtained. Preferably, the sum of (Y, Lu, Gd, Pr, Sm, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, La, Ce, Ca) and (Al, B, Si, Mg, The ratio of sum of Ge, Zr, and Hf) is 0.593 or more and 0.607 or less, More preferably, they are 0.595 or more and 0.605 or less.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, YAG 기반 세라믹 가닛 물질 내의 가능한 2차 상(들)에 대한 메인 상(main phase)의 비는 10:1 이상이며, 바람직하게는 20:1 이상이며, 가장 바람직하게는 40:1 이상이다.According to a preferred embodiment of the present invention, the ratio of the main phase to the possible secondary phase (s) in the YAG based ceramic garnet material is at least 10: 1, preferably at least 20: 1, most preferred More than 40: 1.

본 발명의 관점에서, "2차 상"이라는 용어는 특히, 서로 다른 화학적 조성 및/또는 결정 구조를 나타내는 최종 혼합물의 부 성분(minor constituent)을 의미 및/또는 포함한다.In the context of the present invention, the term "secondary phase" means and / or includes minor constituents of the final mixture, in particular exhibiting different chemical compositions and / or crystal structures.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 적어도 하나의 멀티 사이트 엘리먼트는 Sc, Ga, Yb, Lu, Mg 및 그 혼합물들을 포함하는 그룹에서 선택된다. 이들 물질들 자체는 실제로 많은 응용에서 이용되는 것으로 판명되었다.According to a preferred embodiment of the present invention, at least one multi-site element is selected from the group comprising Sc, Ga, Yb, Lu, Mg and mixtures thereof. These materials themselves have proven to be actually used in many applications.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 10W/cm2의 광 전력 밀도 및 2.75eV의 평균 광자 에너지를 이용하여 200℃에서 1000시간 동안 세라믹 물질을 노출시킨 후의 Ce(III) 도핑된 YAG 기반 세라믹 가닛 물질의 광열 안정성(photothermal stability)은 80% 이상 100% 이하이다.According to a preferred embodiment of the present invention, Ce (III) doped YAG based ceramic garnet material after exposing the ceramic material at 200 ° C. for 1000 hours using an optical power density of 10 W / cm 2 and an average photon energy of 2.75 eV. The photothermal stability of is 80% or more and 100% or less.

본 발명의 관점에서 "광열 안정성"이라는 용어는 특히, 열과 높은 강도의 여기를 동시 적용시킨 상태 하에서의 발광 강도의 유지를 의미 및/또는 포함하는데, 즉 100%의 광열 안정성은, 그 물질이, 조사(irradiation) 및 가열의 동시 적용에 의한 영향을 사실상 받지 않음을 가리킨다.The term "photothermal stability" in the context of the present invention means and / or includes the maintenance of the luminescence intensity, in particular under the condition of simultaneous application of heat and high intensity excitation, ie 100% photothermal stability means that the material is irradiated it is virtually unaffected by the simultaneous application of irradiation and heating.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 10W/cm2의 광 전력 밀도 및 2.75eV의 평균 광자 에너지를 이용하여 200℃에서 1000시간 동안 세라믹 물질을 노출시킨 후의 Ce(III) 도핑된 YAG 기반 세라믹 가닛 물질의 광열 안정성은 82.5% 이상 95% 이하이며, 바람직하게는 85% 이상 97% 이하이다.According to a preferred embodiment of the present invention, Ce (III) doped YAG based ceramic garnet material after exposing the ceramic material at 200 ° C. for 1000 hours using an optical power density of 10 W / cm 2 and an average photon energy of 2.75 eV. The photothermal stability is 82.5% or more and 95% or less, and preferably 85% or more and 97% or less.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, YAG 기반 세라믹 가닛 물질의 열 전도성은 0.07Wcm-1K-1 이상 0.15Wcm-1K-1 이하이다.According to a preferred embodiment of the invention, the thermal conductivity of the YAG-based ceramic garnet material is 0.07Wcm -1 K -1 or higher 0.15Wcm -1 K -1 or less.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, Ce(III) 도핑된 YAG[ PS1 ] 기반 세라믹 가닛 물질의 양자 수득률(quantum yield)은 90% 이상 99% 이하이다.According to a preferred embodiment of the present invention, the quantum yield of Ce (III) doped YAG [ PS1 ] based ceramic garnet materials is greater than 90% and less than 99%.

본 발명의 관점에서 "양자 수득율"이라는 용어는 특히, 흡수되는 광자 수에 대한 방출되는 광자 수의 비를 의미 및/또는 포함한다.The term "quantum yield" in the sense of the present invention means and / or includes in particular the ratio of the number of photons emitted to the number of photons absorbed.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, YAG 기반 세라믹 가닛 물질의 양자 수득률은 93% 이상 99% 이하이며, 바람직하게는 95% 이상 98% 이하이다.According to a preferred embodiment of the present invention, the quantum yield of YAG based ceramic garnet materials is at least 93% and at most 99%, preferably at least 95% and at most 98%.

본 발명의 일 실시예에 따르면, YAG 기반 세라믹 가닛 물질은, 550nm 이상 1000nm 이하의 범위의 파장의 광의 경우 10% 이상 85% 이하의 공기중의 수직 입사의 투과도를 나타낸다.According to one embodiment of the invention, the YAG based ceramic garnet material exhibits a transmission of vertical incidence in air of 10% or more and 85% or less for light in the wavelength range of 550 nm or more and 1000 nm or less.

바람직하게는, 수직 입사에 대한 투과도는 공기중에서, 550nm 이상 1000nm 이하의 범위의 파장의 광의 경우 20% 이상 80% 이하이며, 보다 바람직하게는 550nm 이상 1000nm 이하의 범위의 파장의 광의 경우 30% 이상 75% 이하이며, 가장 바람직하게는 40% 초과 70% 미만이다.Preferably, the transmittance to vertical incidence is 20% or more and 80% or less for light in the wavelength range of 550 nm or more and 1000 nm or less in air, and more preferably 30% or more for light in the wavelength range of 550 nm or more and 1000 nm or less. 75% or less, most preferably more than 40% and less than 70%.

본 발명의 관점에서 "투과도"라는 용어는 특히, 그 물질에 의해 흡수될 수 없는 파장의 입사 광의 10% 이상, 바람직하게는 20% 이상, 보다 바람직하게는 30% 이상, 가장 바람직하게는 40% 이상 85% 이하가 공기 중에서의 수직 입사에 대해 (임의의 각도로) 샘플을 투과하는 것을 의미한다. 이 파장은 550nm 이상 1000nm 이하의 범위 내에 있는 것이 바람직하다.In the context of the present invention, the term “transmittance” is especially at least 10%, preferably at least 20%, more preferably at least 30%, most preferably 40% of the incident light at wavelengths that cannot be absorbed by the material. It means that at least 85% transmits the sample (at any angle) with respect to normal incidence in air. It is preferable that this wavelength exists in the range of 550 nm or more and 1000 nm or less.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, YAG 기반 세라믹 가닛 물질은 화학양론적 가닛 구조의 이론적 밀도의 95% 이상 101% 이하의 밀도를 갖는다.According to a preferred embodiment of the present invention, the YAG based ceramic garnet material has a density of at least 95% and at most 101% of the theoretical density of the stoichiometric garnet structure.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, YAG 기반 세라믹 가닛 물질은 이론적 밀도의 97% 이상 100% 이하의 밀도를 갖는다.According to a preferred embodiment of the present invention, the YAG based ceramic garnet material has a density of 97% or more and 100% or less of the theoretical density.

본 발명의 전술한 바람직한 실시예에 따른 100% 미만의 밀도는, 세라믹 매트릭스 내에 여전히 구멍들이 존재하는 스테이지에 대해 세라믹을 소결함으로써 얻어지는 것이 바람직하다. 세라믹 매트릭스에서 0.2% 이상 2% 이하의 범위의 전체 구멍 볼륨을 갖게 되는, 98.0% 이상 99.8% 이하의 범위의 밀도가 가장 바람직하다. 바람직한 평균 구멍 직경은 400nm 이상 1500nm 이하이다.Density of less than 100% according to the above-described preferred embodiment of the present invention is preferably obtained by sintering the ceramic with respect to the stage where there are still holes in the ceramic matrix. Most preferred is a density in the range of 98.0% to 99.8%, which will have a total pore volume in the ceramic matrix in the range of 0.2% to 2%. Preferable average pore diameters are 400 nm or more and 1500 nm or less.

본 발명은 또한, 소결 단계를 포함하는, 본 발명에 따른 YAG 기반 세라믹 가닛 물질을 생성하는 방법에 관한 것이다.The invention also relates to a method for producing a YAG based ceramic garnet material according to the invention, comprising a sintering step.

본 발명의 의미에서 "소결 단계"라는 용어는 특히, 소결된 물질의 주 성분의 액체 상태에 도달하지 않고, 단축(uniaxial) 혹은 등방압 압착(isostatic pressure)의 적용에 의해 결합될 수 있는, 열의 영향 하에서의 전구체 분말(precursor powder)의 밀도를 높이는 단계를 의미한다.The term " sintering step " in the sense of the present invention refers in particular to thermal, which can be combined by application of uniaxial or isostatic pressure, without reaching the liquid state of the main component of the sintered material. It means the step of increasing the density of the precursor powder (precursor powder) under the influence.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 소결 단계는, 바람직하게는 환원 혹은 비활성 분위기에서 무가압(pressureless)으로 행해진다. According to a preferred embodiment of the present invention, the sintering step is preferably pressureless in a reducing or inert atmosphere.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 본 방법은, 소결 전에 그 이론상 밀도의 50% 이상 70% 이하, 바람직하게는 55% 이상 65% 이하로 세라믹 가닛 전구체 물질을 프레싱(pressing)하는 단계를 더 포함한다. 실제로, 이것이, 본 발명에서 전술한 바와 같이 대부분의 YAG 기반 세라믹 가닛 물질들에 대한 소결 단계들을 개선시켜주는 것으로 나타났다.According to a preferred embodiment of the present invention, the method further comprises pressing the ceramic garnet precursor material to at least 50% and at most 70%, preferably at least 55% and at most 65% of its theoretical density prior to sintering. do. Indeed, this has been shown to improve the sintering steps for most YAG based ceramic garnet materials, as described above in the present invention.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 본 발명에 따라 YAG 기반 세라믹 가닛 물질을 생성하는 방법은 이하의 단계들을 따른다:According to a preferred embodiment of the invention, the method for producing a YAG based ceramic garnet material according to the invention follows the following steps:

(a) YAG 기반 세라믹 가닛 물질에 대한 전구체 물질의 혼합 단계,(a) mixing the precursor material to the YAG based ceramic garnet material,

(b) 휘발성 물질(예를 들면 탄산염이 이용되는 경우 CO2)을 제거하기 위해 바람직하게는 1300℃ 이상 1700℃ 이하의 온도에서 전구체 물질들을 선택적으로 파이어링(firing)하는 단계,(b) optionally firing precursor materials at a temperature of preferably at least 1300 ° C. and at most 1700 ° C. to remove volatiles (eg CO 2 if carbonate is used),

(c) 선택적 그라인딩 및 세척 단계,(c) optional grinding and washing steps,

(d) 제1 프레싱 단계, 바람직하게는, 원하는 형상(예를 들면, 막대 형상 혹은 작은 알 형상)의 몰드를 갖는 적절한 분말 압축 툴을 이용하는 단축 프레싱 단계 및/또는 바람직하게는 3000 bar 이상 5000 bar 이하에서의 저온 등방압 프레싱 단계,(d) a first pressing step, preferably a uniaxial pressing step using an appropriate powder compression tool having a mold of the desired shape (eg rod-shaped or egg-shaped) and / or preferably 3000 bar or more to 5000 bar. Low temperature isotropic pressing step below,

(e) 10-7 mbar 이상 104 mbar 이하의 압력에서의 비활성의 환원 혹은 약간의 산화 분위기에서의 1500℃ 이상 2200℃ 이하의 소결 단계,(e) reducing the inertness at a pressure of 10 −7 mbar or more and 10 4 mbar or less or a sintering step of 1500 ° C. or more and 2200 ° C. or less in a slight oxidizing atmosphere,

(f) 바람직하게는 30 bar 이상 2500 bar 이하에서 바람직하게는 1500℃ 이상 2000℃ 이하의 온도에서의 선택적인 고온 프레싱 단계, 바람직하게는 고온 등방압 프레싱 단계 및/또는 바람직하게는 100 bar 이상 2500 bar 이하에서 바람직하게는 1500℃ 이상 2000℃ 이하의 온도에서의 고온 단축 프레싱 단계, 및(f) an optional hot pressing step, preferably a hot isotropic pressing step, preferably at least 30 bar and at most 2500 bar and preferably at a temperature of at least 1500 ° C. and at most 2000 ° C. and / or preferably at least 100 bar at 2500 a high temperature uniaxial pressing step at a temperature of preferably 1500 ° C. or higher and 2000 ° C. or lower, and below bar, and

(g) 비활성 분위기 혹은 산소 함유 분위기에서 1000℃ 초과 1700℃ 미만에서의 선택적인 포스트 어닐링(post annealing) 단계.(g) optional post annealing step above 1000 ° C. and below 1700 ° C. in an inert atmosphere or oxygen containing atmosphere.

본 방법에 따르면, 가장 원하는 물질 조성을 위해, 이 제조 방법은 본 발명에서 사용되는 가장 양호한 YAG 기반 세라믹 가닛 물질들을 생성하였다.According to the method, for the most desired material composition, this manufacturing method produced the best YAG based ceramic garnet materials used in the present invention.

본 발명은 또한, 본 발명의 YAG 기반 세라믹 가닛 물질을 포함하는 발광 디바이스, 특히 LED에 관한 것이다.The invention also relates to a light emitting device, in particular an LED, comprising the YAG based ceramic garnet material of the invention.

본 발명에 따른 YAG 기반 세라믹 가닛 물질, 본 발명에 따른 YAG 기반 세라믹 가닛 물질을 포함하는 발광 디바이스 및/또는 본 방법에 의해 생성된 YAG 기반 세라믹 가닛 물질은, 이하의 것 중 하나 이상을 포함하는 광범위한 다양한 시스템들 및/또는 응용장치들에서 이용될 수 있다:The YAG based ceramic garnet material according to the present invention, the light emitting device comprising the YAG based ceramic garnet material according to the present invention and / or the YAG based ceramic garnet material produced by the method include a wide range of materials including one or more of the following. It can be used in various systems and / or applications:

- 사무실 조명 시스템들,Office lighting systems,

- 가정용 응용 시스템들,Household application systems,

- 점포 조명 시스템들,Store lighting systems,

- 집 조명 시스템들,House lighting systems,

- 액센트 조명 시스템들,Accent lighting systems,

- 스폿(spot) 조명 시스템들,Spot lighting systems,

- 극장 조명 시스템들,Theater lighting systems,

- 광섬유 응용 시스템들Fiber Optic Application Systems

- 투사 시스템들,Projection systems,

- 자가 조명(self-lit) 디스플레이 시스템들,Self-lit display systems,

- 화소처리된 디스플레이 시스템들,Pixelated display systems,

- 구획된 디스플레이 시스템들,Partitioned display systems,

- 경고 표시 시스템들,Warning display systems,

- 의학 조명 응용 시스템들, Medical lighting application systems,

- 지시자 표시 시스템들Indicator display systems

- 장식용 조명 시스템들,Decorative lighting systems,

- 휴대용 시스템들,Portable systems,

- 자동차 응용장치들,Automotive applications,

- 온실 조명 시스템들,Greenhouse lighting systems,

- 윈도우 재료 및 윈도우 응용장치들,Window materials and window applications,

- 특히 가닛 호스트 격자를 갖는 다결정 레이저 물질에 대한 레이저 응용 시스템들,Laser application systems, in particular for polycrystalline laser materials with garnet host lattice,

- 특히 HID 램프들을 위한 발광 디바이스 하우징들, 및Light-emitting device housings especially for HID lamps, and

- 높은 굴절율을 갖는 광학적 렌즈들 또는 엘리먼트들.Optical lenses or elements with high refractive index.

전술한 구성요소들 뿐만 아니라, 개시된 실시예들에서의 본 발명에 따라 이용될 구성요소들 및 특허청구되는 구성요소들은, 그들의 사이즈, 형상, 물질 선택사항 및 기술적 개념에 대한 어떠한 특수한 예외도 가지지 않으며, 이에 따라 관련 분야에 공지되어 있는 그 선택 기준이 제한없이 적용될 수 있다.In addition to the foregoing components, the components to be used and the claimed components to be used in accordance with the invention in the disclosed embodiments have no specific exceptions to their size, shape, material options and technical concepts. As such, the selection criteria known in the art may be applied without limitation.

본 발명의 목적에 대한 추가적인 상세사항들, 특성들, 특징들 및 이점들은 종속 청구항들에 개시되어 있으며, 각 특성들 및 예들의 특성들 및 이어지는 설명(예시적인 형태임)은, 본 발명에 따른 YAG 기반 세라믹 가닛 물질의 몇몇 실시예들 및 예들을 나타낸다.Further details, features, features and advantages of the object of the invention are set forth in the dependent claims, and the features and the following description (in exemplary form) of the features and examples are in accordance with the invention. Some embodiments and examples of YAG based ceramic garnet materials are shown.

도 1은 본 발명의 예 I에 따른 YAG 기반 세라믹 가닛 물질의 미세 구조를 나타낸 도면.1 illustrates the microstructure of a YAG based ceramic garnet material according to Example I of the present invention.

도 2는 본 발명의 예 II에 따른 YAG 기반 세라믹 가닛 물질의 미세 구조를 나타낸 도면.2 shows a microstructure of a YAG based ceramic garnet material according to Example II of the present invention.

도 3은 본 발명의 예 III에 따른 YAG 기반 세라믹 가닛 물질의 미세 구조를 나타낸 도면.3 shows a microstructure of a YAG based ceramic garnet material according to Example III of the present invention.

도 4는 본 발명의 예 IV에 따른 YAG 기반 세라믹 가닛 물질의 미세 구조를 나타낸 도면.4 shows a microstructure of a YAG based ceramic garnet material according to Example IV of the present invention.

도 5는 비교 예 I에 따른 YAG 세라믹 가닛 물질의 미세 구조를 나타낸 도면.5 shows the microstructure of YAG ceramic garnet material according to Comparative Example I;

도 6은 비교 예 II에 따른 YAG 세라믹 가닛 물질의 미세 구조를 나타낸 도면.6 shows the microstructure of YAG ceramic garnet material according to Comparative Example II.

도 7은 비교 예 III에 따른 YAG 세라믹 가닛 물질의 미세 구조를 나타낸 도면.7 shows the microstructure of YAG ceramic garnet material according to Comparative Example III.

도 8은 비교 예 IV에 따른 YAG 세라믹 가닛 물질의 미세 구조를 나타낸 도면.8 shows a microstructure of a YAG ceramic garnet material according to Comparative Example IV.

예 I 내지 IVExamples I to IV

본 발명은, 독창적인 YAG 기반 세라믹 가닛 물질들의 4개의 예인 예 I 내지 IV(이는 단시 예시적인 형태임)로부터 더욱 잘 이해될 것이다.The present invention will be better understood from four examples of inventive YAG based ceramic garnet materials, examples I-IV, which are merely exemplary forms.

이 가닛 물질들은 이하의 방식으로 제조되었다:These garnet materials were made in the following manner:

우선, Y2O3(99.99%, 로디아(Rhodia)), Gd2O3(99.99%, 로디아), Sc2O3(99.9%), Al2O3(99.99%, 베이코우스키(Baikowski)) 및 CeO2(>99%, 로디아)의 적절한 분말 양이 계량되었으며, 가수분해된 테트라에톡시실란(hydrolyzed tetraethoxysilane)으로서 첨가된 1000 ppm 실리카를 갖는 이소프로판올 내의 고밀도 알루미나 밀링 매질을 이용한 밀링이 수행되었다. 그 후, 좀 더 굵은 입자들을 제거하기 위해 세라믹 현탁액이 체질되었으며(sieved), 폴리비닐부티랄 기반 바인더 시스템(polyvinylbutyral based binder system)의 첨가 후에 건조되었다. 그 후 분말 혼합물은 그레뉼레이팅되었으며(granulated), 저온 등방압 프레싱(cold isostatic pressing)에 의해 세라믹 그린 바디들(ceramic green bodies)이 형성되었다. 대기(air atmosphere) 중에서 그 바인더를 제거한 후, 세라믹 그린 바디들이 H2/N2(5%/95%) 분위기에서 1600-1750℃ 범위의 온도에서 소결된다. 가공 후에, 세라믹 부분들이 대기 중에서 1200℃-1400℃에서 포스트 어닐링되었다.First, Y 2 O 3 (99.99%, Rhodia), Gd 2 O 3 (99.99%, Rhodia), Sc 2 O 3 (99.9%), Al 2 O 3 (99.99%, Baikowski) ) And CeO 2 (> 99%, Rhodia) were weighed and milled using a high density alumina milling medium in isopropanol with 1000 ppm silica added as hydrolyzed tetraethoxysilane. . Then, the ceramic suspension was sieved to remove coarser particles and dried after addition of a polyvinylbutyral based binder system. The powder mixture was then granulated and ceramic green bodies were formed by cold isostatic pressing. After removing the binder in the air atmosphere, the ceramic green bodies are sintered at a temperature in the range 1600-1750 ° C. in an H 2 / N 2 (5% / 95%) atmosphere. After processing, the ceramic parts were post annealed at 1200 ° C.-1400 ° C. in air.

표 1은 이러한 네 개의 독창적인 예 I 내지 IV의 물질 조성을 나타낸다.Table 1 shows the material compositions of these four inventive examples I to IV.

예 I 내지 IV의 조성Compositions of Examples I to IV 독창적 예Original example 금속 비Metal rain 소결 후의 상대적 밀도(rel.density)Relative Density After Sintering (rel.density) II (Y0.9Gd0.1)2.994 Ce0.006 Al4.96 Sc0.02(Y0.9Gd0.1) 2.994 Ce0.006 Al4.96 Sc0.02 100.00%100.00% IIII (Y0.9Gd0.1)2.994 Ce0.006 Al4.98 Sc0.02(Y0.9Gd0.1) 2.994 Ce0.006 Al4.98 Sc0.02 99.89%99.89% IIIIII (Y0.9Gd0.1)2.994 Ce0.006 Al5.00 Sc0.02(Y0.9Gd0.1) 2.994 Ce0.006 Al5.00 Sc0.02 99.96%99.96% IVIV (Y0.9Gd0.1)2.994 Ce0.006 Al5.02 Sc0.02(Y0.9Gd0.1) 2.994 Ce0.006 Al5.02 Sc0.02 100.00%100.00%

멀티 사이트 양이온 Sc의 양은 화학양론적 가닛 조성의 화학식 단위(formula unit)의 양이온들의 합에 대해 0.25%로서 선택되었다.The amount of multisite cation Sc was chosen as 0.25% relative to the sum of the cations of the formula unit of the stoichiometric garnet composition.

"상대 밀도(rel. density)"란 용어는, 두 개의 가장 밀도가 높은 세라믹들(이들은 동일한 밀도를 가짐)이 100%의 상대 밀도를 가지도록 임의대로 설정되었음을 의미한다. 모든 세라믹들은 본질적으로 동일한 밀도를 가짐을 알 수 있다.The term "rel. Density" means that the two most dense ceramics (which have the same density) are arbitrarily set to have a relative density of 100%. It can be seen that all ceramics have essentially the same density.

비교 예 I 내지 IVComparative Examples I to IV

상기 독창적인 예들과 함께, 또한 네 개의 비교 예들이, 적어도 하나의 멀티 사이트 원소가 없는 것(즉, Sc가 없음)만을 제외하고는, 전술한 바와 동일하게 제조되었다.In addition to the original examples above, four comparative examples were also prepared in the same manner as described above, except that there were no at least one multi-site element (ie no Sc).

표 2는 상기 네 개의 독창적인 예들 I 내지 IV의 물질 조성을 나타낸다.Table 2 shows the material composition of the four original examples I to IV.

세라믹 YAG:Ce 샘플들의 조성Composition of Ceramic YAG: Ce Samples 비교 예Comparative example 금속 비Metal rain 소결 후의 상대 밀도Relative Density After Sintering II (Y0.9Gd0.1)2.994 Ce0.006 Al4.96(Y0.9Gd0.1) 2.994 Ce0.006 Al4.96 100.00%100.00% IIII (Y0.9Gd0.1)2.994 Ce0.006 Al4.98(Y0.9Gd0.1) 2.994 Ce0.006 Al4.98 98.92%98.92% IIIIII (Y0.9Gd0.1)2.994 Ce0.006 Al5.00(Y0.9Gd0.1) 2.994 Ce0.006 Al5.00 99.94%99.94% IVIV (Y0.9Gd0.1)2.994 Ce0.006 Al5.02(Y0.9Gd0.1) 2.994 Ce0.006 Al5.02 99.55%99.55%

"상대 밀도"라는 용어는 여기서도 또한, 가장 밀도가 높은 세라믹이 100%의 상대 밀도를 가지도록 임의대로 설정되었음을 의미한다. 밀도의 편차는 표 1에서보다 약간 더 커서, 광학적 속성들, 예를 들면 산란에 있어서 큰 산란이 관찰될 수 있음을 알 수 있다. The term "relative density" here also means that the densest ceramic has been arbitrarily set to have a relative density of 100%. The variation in density is slightly larger than in Table 1, where it can be seen that large scattering can be observed in optical properties, for example scattering.

도 1 내지 도 8은 독창적 예 I 내지 IV(각각 도 1 내지 도 4) 및 비교 예 I 내지 IV(각각 도 5 내지 도 8)의 미세 구조(SEM 현미경 사진)를 나타낸다.1 to 8 show the microstructures (SEM micrographs) of the inventive examples I to IV (FIGS. 1 to 4, respectively) and Comparative Examples I to IV (FIGS. 5 to 8, respectively).

모든 독창적인 예들은 2차 상이 관찰되지 않는 균일한 구조를 나타내며, 반면에 모든 비교 예들에서는 2차 상들이 존재함을 알 수 있다.All original examples show a uniform structure in which no secondary phase is observed, while in all comparative examples it can be seen that there are secondary phases.

간략하게 얘기하면, 가장 좋은 비교 예는, 초기 물질 혼합에서 Al 성분이 약간 낮았기는 하지만 예 II임에 주목해야 한다. 알루미나를 이용한 밀링에 의해, 미세한 연마가 발생되어서, Al 성분이 약간 증가하게 된다.In short, it should be noted that the best comparative example is Example II, although the Al component was slightly lower in the initial material mixture. By milling with alumina, fine polishing occurs, and the Al component slightly increases.

예 III 및 IV는, 세라믹의 산란 센터로서 기능하는 양쪽 알루미나 2차 상 그레인들(스캐닝 전자 현미경 상에서는 흑색 그레인들로 보임)을 나타낸다.Examples III and IV show both alumina secondary phase grains (shown as black grains on a scanning electron microscope) that serve as scattering centers of the ceramic.

그러나, 비교 예 II는, 남아 있는 내부 구멍(porosity)으로 인해 가장 낮은 밀도가 낮은 세라믹임이 분명하다. 다양한 응용에서, 소결 조제(sintering aid)로서 기능하는 공융 2차 상이 없을 가능성이 높기 때문에, 적어도 하나의 멀티 사이트 원소 없이는, 정확한 조성을 갖는 물질들이 종종 소결되기에 가장 강한 어려운 물질들임이 관찰되어 왔다. 적어도 하나의 멀티 사이트 엘리먼트가 추가되는 경우, 이는 극복될 수 있으며; 모든 독창적인 예들은 우수한 소결 속성을 나타냈다.However, it is evident that Comparative Example II is the lowest dense ceramic due to the remaining porosity. In various applications, since there is a high likelihood that there will be no eutectic secondary phase functioning as a sintering aid, it has been observed that without at least one multi-site element, materials with the correct composition are often the strongest difficult materials to sinter. If at least one multi site element is added, this can be overcome; All original examples showed good sintering properties.

전술한 상세한 실시예들에서의 엘리먼트들 및 특성들의 특정 조합들은 단지 예시적인 것이며; 이들 개시물을, 여기서 참조로 본원에 포함되는 특허들/출원들 내의 다른 개시물들과 상호교환하고 이것으로 대체하는 것도 또한 명확히 심사숙고될 수 있다. 본 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자라면 알 수 있는 바와 같이, 본원에 개시된 것에 대한 변형, 수정, 및 그 밖의 다른 구현을, 특허청구된 본 발명의 정신 및 범주로부터 벗어나지 않고 본 기술 분야에 통상의 지식을 가진자가 행할 수 있다. 따라서, 전술한 설명은 단지 예시용이며 제한을 의도한 것은 아니다. 본 발명의 범주는 이하의 특허청구범위 및 그 등가물에서 정의된다. 또한, 상세한 설명 및 특허청구범위에서 이용되는 참조 부호는, 특허청구되는 본 발명의 범주를 제한하는 것은 아니다.Certain combinations of elements and features in the foregoing detailed embodiments are merely illustrative; It is also contemplated that these disclosures be interchanged with and replaced with other disclosures within the patents / applications incorporated herein by reference. As will be appreciated by one of ordinary skill in the art, variations, modifications, and other implementations of what is disclosed herein are conventional in the art without departing from the spirit and scope of the claimed invention. Can be done by anyone with knowledge of Accordingly, the foregoing description is for illustrative purposes only and is not intended to be limiting. The scope of the invention is defined in the following claims and their equivalents. Also, reference signs used in the description and the claims do not limit the scope of the invention as claimed.

Claims (10)

YAG 기반 세라믹 가닛 물질(YAG-based ceramic garnet material)로서, 상기 YAG 기반 세라믹 가닛 물질 내부의 8면체(octahedral) 및/또는 12면체(dodecahedral) 사이트들을 차지할 수 있는 적어도 하나의 멀티 사이트 엘리먼트(multi-site element)를 포함하는 YAG 기반 세라믹 가닛 물질.YAG-based ceramic garnet material, wherein at least one multi-site element that can occupy octahedral and / or dodecahedral sites within the YAG-based ceramic garnet material YAG based ceramic garnet material comprising a site element. 제1항에 있어서,The method of claim 1, Ce(III) 도핑된 YAG 기반 세라믹 가닛 물질 내에 포함되는 6중 배위 양이온 격자 사이트(six fold coordinated cation lattice site) 상의 상기 적어도 하나의 멀티 사이트 엘리먼트의 이온 반경은 70pm 이상 104pm 이하인, YAG 기반 세라믹 가닛 물질.YAG-based ceramic garnet material, wherein the ion radius of the at least one multi-site element on a six fold coordinated cation lattice site included in a Ce (III) doped YAG based ceramic garnet material is 70 pm to 104 pm. . 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 적어도 하나의 멀티 사이트 엘리먼트의 농도는, 가닛 구조의 양이온들의 합의 0.1 atom% 이상 0.7 atom% 이하인, YAG 기반 세라믹 가닛 물질.Wherein the concentration of the at least one multi-site element is at least 0.1 atom% and not more than 0.7 atom% of the sum of the cations of the garnet structure. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 세라믹 가닛 물질 내에서의 (Y, Lu, Gd, Pr, Sm, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, La, Ce, Ca)의 합과 (Sc, Ga, Al, B, Mg, Si, Ge, Zr, Hf)의 합의 비 율(quotient)은 0.590 이상 0.610 이하인, YAG 기반 세라믹 가닛 물질.Sum of (Y, Lu, Gd, Pr, Sm, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, La, Ce, Ca) in the ceramic garnet material and (Sc, Ga, Al, B, Mg, A YAG-based ceramic garnet material, wherein the ratio of the sum of Si, Ge, Zr, Hf) is 0.590 to 0.610. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 4, 상기 YAG 기반 세라믹 가닛 물질 내에서의 가능성있는 2차 상(secondary phase)(들)에 대한 메인 상(main phase)의 비는 10:1 이상인, YAG 기반 세라믹 가닛 물질.And wherein the ratio of the main phase to possible secondary phase (s) in the YAG based ceramic garnet material is at least 10: 1. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 5, 상기 적어도 하나의 멀티 사이트 엘리먼트는, Sc, Ga, Yb, Lu, Mg 및 그 혼합물들을 포함하는 그룹에서 선택되는, YAG 기반 세라믹 가닛 물질.The at least one multi-site element is selected from the group comprising Sc, Ga, Yb, Lu, Mg and mixtures thereof. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 6, 10W/cm2의 광 전력 밀도 및 2.75eV의 평균 광자 에너지를 이용하여 200℃에서 1000시간 동안 상기 세라믹 물질을 노출시킨 후의 상기 YAG 기반 세라믹 가닛 물질의 광열 안정성(photothermal stability)은 80% 이상 100% 이하인, YAG 기반 세라믹 가닛 물질.The photothermal stability of the YAG based ceramic garnet material after exposure of the ceramic material at 200 ° C. for 1000 hours using an optical power density of 10 W / cm 2 and an average photon energy of 2.75 eV is greater than 80% and 100% YAG based ceramic garnet materials, hereinafter. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 YAG 기반 세라믹 가닛 물질을 포함하는 특히 LED인 발광 디바이스. 8. A light emitting device, in particular an LED, comprising the YAG based ceramic garnet material of claim 1. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 발광 디바이스를 위한 YAG 기반 세라믹 가닛 물질을 생성하는 방법으로서, 소결 단계를 포함하는 방법. A method of producing a YAG based ceramic garnet material for a light emitting device according to any one of claims 1 to 7, comprising a sintering step. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 YAG 기반 세라믹 가닛 물질, 제8항에 따른 발광 디바이스 및/또는 제9항의 방법에 따라 생성된 YAG 기반 세라믹 가닛 물질을 포함하는 시스템으로서, 상기 시스템은,A system comprising a YAG based ceramic garnet material according to claim 1, a light emitting device according to claim 8 and / or a YAG based ceramic garnet material produced according to the method of claim 9. silver, 사무실 조명 시스템들,Office lighting systems, 가정용 응용 시스템들,Household application systems, 점포 조명 시스템들,Store lighting systems, 집 조명 시스템들,House lighting systems, 액센트 조명 시스템들,Accent lighting systems, 스폿(spot) 조명 시스템들,Spot lighting systems, 극장 조명 시스템들,Theater lighting systems, 광섬유 응용 시스템들Fiber optic application systems 투사 시스템들,Projection systems, 자가 조명(self-lit) 디스플레이 시스템들,Self-lit display systems, 화소처리된 디스플레이 시스템들,Pixelated display systems, 구획된 디스플레이 시스템들,Compartmentalized display systems, 경고 표시 시스템들,Warning display systems, 의학 조명 응용 시스템들, Medical lighting application systems, 지시자 표시 시스템들Indicator display systems 장식용 조명 시스템들,Decorative lighting systems, 휴대용 시스템들,Portable systems, 자동차 응용장치들,Automotive applications, 온실 조명 시스템들,Greenhouse lighting systems, 윈도우 재료 및 윈도우 응용장치들,Window materials and window applications, 특히 가닛 호스트 격자를 갖는 다결정 레이저 물질에 대한 레이저 응용 시스템들,Laser application systems, in particular for polycrystalline laser materials having a garnet host lattice, 특히 HID 램프들을 위한 발광 디바이스 하우징들, 및Light emitting device housings especially for HID lamps, and 높은 굴절율을 갖는 광학적 렌즈들 또는 엘리먼트들Optical lenses or elements with high refractive index 중 하나 이상의 응용에서 이용되는 시스템.A system used in one or more of the applications.
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