KR20140003382A - 가넷 물질, 그 제조방법 및 가넷 물질을 포함한 방사선 방출 컴포넌트 - Google Patents

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Abstract

화학식 A3-xB5O12:Dx로 표현되는 조성을 갖는 가넷(garnet)과 바륨 함유 산화물을 포함한 물질이 개시된다. 가넷 A3-xB5O12:Dx에서, A는 루테튬, 이트륨, 가돌리늄, 테르븀, 스칸듐, 또다른 희토류 금속 또는 이들의 혼합물들로부터 선택된다. B는 알루미늄, 스칸듐, 갈륨, 인듐, 붕소 또는 이들의 혼합물들로부터 선택된다. D는 크롬, 망간 및 희토류 금속들, 특히 세륨, 프라세오디뮴 또는 가돌리늄으로부터 선택된 적어도 하나의 도펀트이다. 도펀트는 x로 표현되며, 0 ≤ x ≤ 2 이다.

Description

가넷 물질, 그 제조방법 및 가넷 물질을 포함한 방사선 방출 컴포넌트{GARNET MATERIAL, METHOD FOR ITS MANUFACTURING AND RADIATION-EMITTING COMPONENT COMPRISING THE GARNET MATERIAL}
본 특허 출원은 미국 특허 출원 제12/841,989호의 우선권을 청구하며, 이 특허 출원의 개시내용은 참조로서 본 명세서내에 병합된다.
본 발명은 짧은 파장들을 갖는 광을 통한 여기 및 보다 긴 파장들을 갖는 광으로의 변환을 위한 가넷(garnet) 형광체 물질, 이러한 물질을 포함한 광전자 컴포넌트 및 이러한 물질을 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.
광전자 컴포넌트들, 예컨대 발광 다이오드(LED)들에서의 형광체들로서 13족 원소들 및 희토류 금속들의 활성화된 가넷들이 이용된다. 필요한 파장에 따라 13족 원소들 중에서 원소들이 이용된다. 또다른 희토류 원소, 예컨대 세륨 또는 프라세오디뮴 또는 크롬 또는 망간과 같은 전이 금속으로 활성화되는 이트륨 알루미늄 가넷(yttrium aluminum garnet; YAG)과 같은 희토류 금속 알루미늄 가넷들이 주요한 형광체들이다. 세륨으로 도핑된 루테튬 알루미늄 가넷(Lutetium aluminum garnet; LuAG), 즉 LuAG:Ce 또는 (Lu,Ce)3Al5O12이 안정된 녹색 형광체로서 보고되었다.
광전자 컴포넌트들에서의 응용들의 경우, 고도로 투명한 조밀한 세라믹 물질이 요망된다. 그러므로, 개선된 특성들을 갖는 형광체들, 예컨대 가넷들이 필요하다.
따라서, 본 발명의 목적은 광전자 용도, 예컨대 LED들 내의 형광체에 적합한 개선된 가넷 물질을 제공하는 것이다.
추가적인 목적들은 손쉽게 입수가능한 전구체(precursor)들로부터의 가넷 물질들의 보다 나은 효율성 및 합성을 갖는 광전자 컴포넌트들을 제공하는 것이다.
화학식 A3-xB5O12:Dx (또는 (A,D)3B5O12)으로 표현되는 조성을 갖는 가넷과 바륨 함유 산화물을 포함한 물질 또는 상기 가넷과 바륨 함유 산화물로 구성된 물질이 개시된다. 가넷 A3-xB5O12:Dx에서, A는 루테튬, 이트륨, 가돌리늄, 테르븀, 스칸듐, 또다른 희토류 금속 또는 이들의 혼합물들로부터 선택된다. 예를 들어, 이러한 물질에서 가돌리늄 및/또는 테르븀은 이트륨 또는 루테튬을 부분적으로 대체할 수 있다. B는 알루미늄, 스칸듐, 갈륨, 인듐, 붕소 또는 이들의 혼합물들로부터 선택된다. D는 세륨, 프라세오디뮴, 가돌리늄, 또다른 희토류 금속, 크롬과 망간과 같은 전이 금속 또는 이들의 조합으로부터 선택된 도펀트이다. 도펀트는 x로 표현되며, 0 ≤ x ≤ 2 이다. 특히, x는 종종 0 < x ≤ 0.2 이다. 이하에서, 이러한 물질을 또한 "가넷 물질"이라고 부른다. 보통, 가넷 물질은 투명하며 다결정질이다.
도펀트는 물질의 광학적 및/또는 전기적 특성들을 변경시키기 위해 낮은 농도로 결정 격자에 추가되는 화학종(species)이다. 발광 물질, 예컨대 형광체에서, 도펀트는 활성제, 즉 물질에 의해 생성되거나 또는 변환된 광을 방출하는 방출 센터일 수 있다. 방출된 광의 파장은 도펀트로서 이용된 원소에 의존한다.
실시예에서, 가넷 물질 내에 포함된 가넷에서, A는 루테튬, 이트륨, 가돌리늄, 테르븀, 스칸듐 또는 이들의 조합으로부터 선택되고; B는 알루미늄 또는 알루미늄과 갈륨 또는 스칸듐의 혼합물이다. 도펀트 D는 세륨, 프라세오디뮴 또는 이들의 혼합물들로부터 선택된다. 도펀트는 x가 0 < x ≤ 0.15이 되도록, 보통 0 < x ≤ 0.07이 되도록, 종종 0 < x ≤ 0.04이 되도록 낮은 농도로 제공된다. 특히, 가넷에서, A는 루테튬이고, B는 알루미늄일 수 있으며, 도펀트 D는 세륨일 수 있다.
실시예에서, 본 발명의 가넷 물질에 대한 (바륨 함유 산화물 내에 포함된) 바륨의 양은 2.5wt%(wt% = 중량 퍼센트)까지 일 수 있고, 특히 0.01wt%보다 클 수 있으며, 예컨대 0.04wt% 내지 1.5wt%일 수 있다.
실시예에서, 가넷 물질의 바륨 함유 산화물들은 적어도 부분적으로 개별적인 상(separate phase)들로서 제공된다. 보통, 바륨의 총량 중 적어도 99wt%는 개별적인 상들로 제공된다. 이러한 개별적인 상들은 파장 분산 X레이 분석(wavelength dispersive X-ray analysis; WDXA) 및 광학적 방법들, 예컨대 전자 마이크로프로브 분석(electron microprobe analysis; EMPA) 또는 주사 전자 마이크로스코피(scanning electron microscopy; SEM)에 의해 결정될 수 있다. 실시예에서, 이러한 개별적인 상들의 EMPA 이미지에서의 총 면적의 적어도 80%는 EMPA 분석으로부터 결정된 바와 같이 3㎛보다 작은 직경을 가지며, 적어도 95%는 5㎛보다 작은 직경을 갖는다. 이러한 개별적인 상들은 화학식 BaxAl2yOx+3y(여기서 x와 y는 0보다 큰 정수들이다)의 바륨 알루미늄 산화물, 예컨대 바륨 알루미네이트(BaAl2O4) 및/또는 바륨 헥살루미네이트(BaAl12O19 또는 BaO*6Al2O3)로 구성되거나 또는 이를 포함할 수 있다.
추가적인 실시예에서, 가넷 물질은 각각 1wt% 미만의 낮은 농도들의 하나 이상의 금속종들을 포함할 수 있다. 특히, 금속종들은 칼슘, 마그네슘, 스트론튬, 붕소, 실리콘, 지르코늄, 추가적인 알루미늄 및 스칸듐일 수 있다. 보통, 하나 이상의 금속종들은 금속 산화물들이다. 이러한 금속종들은 예컨대 금속종들을 의도하지 않은 불순물들(보통 많아야 2wt%의 양까지 추가되는 모든 의도하지 않은 불순물들)로서 포함하는 미리형성된 가넷 파우더가 이용된 때, 또는 불순물들이 소결조제(sintering aid)로서 의도적으로 추가된 때 제공될 수 있다. 이러한 금속종들은 추가적인 개별적인 상들의 일부일 수 있거나 또는 그렇지 않을 수 있다.
추가적인 실시예에서, 가넷 물질은 5 내지 50㎛의 평균 입자 크기를 갖고, 특히 이미지 분석에 의해 결정된 10 내지 20㎛의 평균 입자 크기를 갖는다.
실시예에 따르면, 가넷 물질의 공극(pore)들은 대부분 소멸된다. 광은 공극들에 의해 산란되기 때문에, 낮은 공극률은 세라믹 물질의 높은 투명도에 대한 중요한 척도이다. 본 발명에 따른 가넷 물질은 보통, 가넷 물질의 전체 부피의 0.001 내지 2vol%(vol% = 부피 퍼센트), 종종 0.001 내지 1vol%, 및 특히 0.001 내지 0.1vol%의 공극률을 보여준다. 더 나아가, 가넷 물질은 보통 ㎤ 당 1000000개 미만의 공극들, 종종 ㎤ 당 1000개 미만의 공극들의 공극률을 가지며, ㎤ 당 100개 미만의 공극들을 가질 수 있다. 0.1 내지 2㎛의 직경을 갖는 물질 내의 폐쇄된 원형 공동들이 공극들로서 카운트된다.
세라믹 물질은 결정질, 다결정질 또는 부분적으로 결정질인 구조를 갖는 비금속성 무기질 고체이며 가열 및 후속 냉각의 조작에 의해 마련된다.
추가적인 실시예에서, 가넷 물질은 고도로 투명하다. 투명도는 적분구(integrated sphere)의 포트에 디스크 샘플을 위치시킴으로써 스펙트로미터(spectrometer)로 측정된 총 순방향 투과도(total forward transmittance)에 의해 정의된다. 예컨대 가넷 물질에서의 여기 및 흡수가 발생하는 파장으로부터 멀리 떨어져 있는, 2000㎚의 파장의 적외선에서의 총 순방향 투과는 물질의 투과도에 대한 좋은 표시자들을 제공한다. 가넷 물질은 보통 2000㎚의 파장에서 적어도 66%의 총 순방향 투과도, 및 특히 71% 초과의 총 순방향 투과도를 갖는다. 총 순방향 투과도는 75%보다 높을 수 있는데, 예컨대 LuAG:Ce의 단결정들의 이론적 총 순방향 투과도(대략 80%)에 가까운 79%일 수 있다. 광전자 컴포넌트들에서의 응용들을 위해 가능한 한 높은 투과도를 달성하는 것이 요망된다. 600㎚의 파장에서의 총 순방향 투과도는 51%보다 높고, 보통은 55%보다 높으며, 60%보다 높을 수 있다.
실시예에 따르면, 가넷 물질은 짧은 파장의 광, 보통 400 내지 490㎚, 예컨대 최대 420 내지 470㎚의 광을 변환시킬 수 있다. 그 후의 변환된 광은 보통 460 내지 700㎚의 파장들, 예컨대 최대 500 내지 580㎚의 파장, 특히 510 내지 560㎚의 파장을 보여준다. 그러므로 가넷 물질은 예컨대 청색 LED 광원을 포함할 수 있는 광전자 컴포넌트들에서 녹색 컨버터(green converter)로서의 응용에 적합하다. 방출된 변환 광 및 투과된 청색 광은 CIE 색도도에서 0.28 내지 0.42, 예컨대 0.29 내지 0.38의 Cx 값과, 0.44 내지 0.060, 예컨대 0.46 내지 0.55의 Cy 값을 가질 수 있는 녹색에 대응한다.
위에서 약술한 바와 같이, 본 발명에 따른 가넷 물질은 우수한 녹색 컨버터일 수 있으며, 광, 예컨대 짧은 파장을 갖는 청색광의 녹색으로의 효율적인 변환을 가능하게 해준다. 발광 효율(luminous efficacy), 즉 컨버터 칩이 없는 대기에 대한 예컨대 440㎚의 주요 파장을 갖는 청색 광원의 측정된 W로 나눠진 광원의 빔 경로에서의 가넷 물질의 컨버터 칩에 대한 측정된 lm은 높다. 가넷 물질의 발광 효율은 인듐 갈륨 질화물(InGaN) 광원에 의해 생성된 일반적인 녹색광의 발광 효율보다 높게 나타난다. 대기에 대한 290lm/W보다 좋은 발광 효율, 종종 295lm/W보다 좋은 발광 효율이 관측될 수 있다.
본 발명의 추가적인 양태로서, 소결조제의 이용이 개시된다. 위에서 설명한 모든 실시예들에 따른 가넷 물질들은 소결조제로서 바륨 함유 산화물들 또는 바륨 함유 산화물들의 전구체들을 이용하여 제조될 수 있다. 바륨 함유 산화물은 예컨대 바륨 알루미네이트일 수 있다. 다른 바륨 함유 산화물들, 예컨대 바륨 산화물, 바륨 헥살루미네이트 또는 각각의 전구체들도 또한 가능하다.
바륨 함유 산화물들의 전구체들은 가열될 때 간접적으로 또는 직접적으로 바륨 함유 산화물을 형성할 수 있는 화합물들이다. 전구체들이 이용되는 경우, 제조 공정 동안에, 예컨대 소결 또는 소성 단계에서 분해 생성물이 형성될 수 있다.
예컨대 결정수가 있거나 또는 없는 바륨 카보네이트뿐만이 아니라, 바륨 함유 하이드록사이드들, 황산염, 니트록사이드 등이 가열시 바륨 함유 산화물을 직접적으로 형성할 수 있다. 이러한 경우들에서, 바륨 카보네이트가 이용되는 경우, 기체성 분해 생성물들, 예컨대 탄소 다이옥사이드가 종종 형성된다.
바륨 알루미네이트, 바륨 헥살루미네이트 또는 바륨 산화물과 같은 바륨 함유 산화물들은 제조 공정 동안에 가열될 때 분해 생성물들을 형성하지 않는다. 그러므로, 가넷 물질의 투명도를 감소시킬 수 있는 분해 생성물들의 불순물들은 회피된다. 예컨대, 휘발성 화합물이 전구체의 분해에 의해 형성될 때, 휘발성 화합물은 소결 동안에 억류되어 공극들을 형성할 수 있다.
전구체들로서, 가열될 때 바륨 함유 산화물들을 직접적으로 형성하지 않는 다른 바륨염들이 또한 이용될 수 있다. 형성된 중간물질은 공정 동안 또는 개별적인 공정 단계에서 바륨 함유 산화물의 동시적인 형성시 휘발성 화합물에서의 또다른 시약과 함께 변환되어야 한다. 예를 들어, 바륨 불화물이 이용되는 경우, 불화물 분술물을 제거하기 위해 붕소 유도체들이 필요하다. 하지만, 이러한 전구체들을 위해 추가적인 시약이 필요함으로 인해, 소결 공정은 더욱 어렵다.
소결조제로서의 바륨 함유 산화물로 예컨대, 미리형성된 LuAG:Ce 파우더를 제조하는 것을 이용하여 비록 증가된 평균 입자 크기를 갖지만, 고밀도의 투명한 가넷 물질이 획득되었다는 것이 관측되었다. 일반적으로, 거친 입자들을 투명한 다결정 가넷 물질로 소결시키는 것은 불가능하며; 보통은 0.5㎛보다 작은 입자 크기가 필요하다. 하지만, 본 발명에 따라 소결조제로서 바륨 함유 산화물을 이용할 때, 1㎛보다 크고 심지어 3㎛보다 큰 미리형성된 가넷 물질의 입자들을 갖는 투명한 다결정 가넷 물질이 또한 획득되었다. 이것은 소결조제로서의 바륨 함유 산화물들의 잠재력을 증명한다.
바륨 함유 산화물을 소결조제로서 이용하여, 바륨이 가넷 구조물에서 거의 소거되지 않았다는 것이 관측되었다. CaO, SiO2, MgO, ZrO2, Al2O3, Sc2O3 또는 이들의 조합들과 같은, YAG 또는 LuAG의 제조를 위해 통상적으로 이용되는 다른 소결조제의 금속과 비교하여, 바륨은 가넷 구조물에서 덜 용해될 수 있어서 바륨 함유 산화물들이 본 논문으로부터 알려진 것들보다 더 강력한 소결조제를 가능하게 해준다. 바륨 함유 산화물은 공극들이 완전히 소멸된 고밀도의 투명한 가넷 물질을 제공하는 낮은 농도에서 효과적이다. 그 이유는 큰 이온 반경의 바륨 양이온(Ba+2)일 수 있다.
뿐만 아니라, 바륨 함유 산화물들은 보통 비교적 낮은 증기압을 유지하며, 이에 따라 낮은 농도에서 효과적이다. 따라서, 바륨 함유 산화물들은 금속이 커다란 양이온을 갖는 (예컨대 스트론튬, 주석 및 납과 같은) 다른 금속염들에 비해 뛰어난 소결조제일 것으로 예상된다. 특히, 주석과 납은 주어진 온도에서 바륨보다 훨씬 높은 증기압을 갖는다. 스트론튬은 가넷 물질의 구조물에서 아마도 보다 잘 용해가능하며, 주어진 온도에서 바륨보다 높은 증기압을 갖는다.
바륨 산화물 단독 이외에, 또한 또다른 금속 산화물과 바륨 함유 산화물의 조합이 이용될 수 있다. 특히, 과잉의 알루미늄 산화물, 즉 가넷 구조물의 화학량론을 위해 필요하지 않은 양의 알루미늄 산화물뿐만이 아니라, 칼슘, 마그네슘, 스트론튬, 실리콘, 지르코늄, 및 스칸듐의 산화물들 또는 이들의 혼합물들이 바륨 함유 산화물과 결합된 유용한 소결조제들이다.
가넷 물질을 형성하기 위해 소결조제로서 바륨 알루미네이트가 이용되는 경우, 입자 성장은 효과적으로 제어되었다. 종래기술에 따른 소결조제들로 획득된 제어되지 않거나 또는 과장된 입자 성장은 공극들이 커다란 입자 내에 억류될 수 있기 때문에, 불투명한 가넷 물질을 초래시킨다. 바륨 산화물들, 예컨대 바륨 알루미네이트는 매우 강력한 소결조제들이기 때문에, 바륨 산화물들은 통상적으로 이용되는 온도, 예컨대 1850℃ 아래의 비교적 낮은 소결온도들, 예컨대 50℃ 내지 100℃에서 투명한 가넷 물질, 예컨대 LuAG:Ce의 제조를 가능하게 해준다. 일반적으로, 낮은 소결온도들은 산소 결여(oxygen vacancy)와 같은 점결함들의 농도를 감소시키는 결과를 초래하여 가넷 물질의 보다 높은 투명도를 제공한다.
본 발명의 추가적인 양태로서, 본 발명에 따라 가넷 물질들을 제조하기 위한 방법이 개시된다. 본 방법은 다음 단계들을 포함한다:
가넷을 위한 개시 물질, 소결조제, 특히 바륨 함유 산화물, 하나 이상의 유기 결합재 및 물을 포함한 개시물질로부터 슬러리가 형성된다.
그런 후, 그린 바디(green body)가 슬러리로부터 형성된다.
그린 바디는 사전연소(prefired)된다.
사전연소 단계에서 획득된 물질의 소결.
가넷을 위한 개시 물질은 각각의 가넷 파우더 그 자체일 수 있거나 또는 혼합된 금속 산화물들, 즉 상이한 2원 금속 산화물들의 혼합물일 수 있다. 나중에 금속 산화물들로 변환되는 금속 산화물들의 전구체들, 또는 가넷 파우더 및/또는 2원 금속 산화물들 및/또는 금속 산화물 전구체들의 조합이 또한 본 발명에 따른 가넷 물질을 제조하기 위해 이용될 수 있다. 금속 산화물들은 보통 0.5㎛보다 작은 평균 입자 크기, 예컨대 0.3㎛의 평균 입자 크기를 갖는 적절한 퀄리티로 이용가능하다.
소결조제는 바륨 함유 산화물, 예컨대 바륨 알루미네이트, 바륨 함유 산화물의 전구체, 또는 바륨 함유 산화물 또는 그 전구체와 또다른 금속 산화물의 조합일 수 있다.
슬러리를 형성하기 위해, 화합물들은 완전히 혼합된다. 예를 들어, 고체 화합물들을 혼합하기 위해 볼 밀(ball mill)이 이용될 수 있으며, 그런 후 하나 이상의 유기 결합재와 물이 첨가된다.
그린 바디를 형성하기 위해, 슬러리는 예컨대 미리결정된 형상으로 겔상태로 주조될 수 있거나 또는 테잎에 주조될 수 있으며, 그 후 테잎은 칩들로 형성될 수 있다. 원칙적으로, 임의의 다른 형상이 또한 형성될 수 있다.
대안적으로, 유동가능한 파우더는 가넷을 위한 개시 물질 및 소결조제와 유기 결합재 및/또는 물과의 소프트 응집을 통해 제조되고, 이것은 건식 압착에 의해 그린 바디로 형성된다.
그린 바디는 예컨대 콤팩트를 가져다주기 위해 대기에서 800℃ 내지 1400℃에서 사전연소된다. 보통, 사전연소 단계를 위한 온도는 1050℃ 내지 1250℃, 예컨대 1150℃이다. 사전연소 동안, 유기 결합재들과 물은 제거되고, 콤팩트는 어느 정도의 기계적 안정성을 얻는다. 바륨 함유 산화물들 또는 금속 산화물들의 전구체들이 이용되는 경우, 이러한 전구체들의 분해는 보통 사전연소 단계에서 일어난다.
콤팩트, 즉 사전연소 단계에서 획득된 물질은 20시간 동안까지 1650℃ 내지 1900℃에서 소결되어 가넷 물질을 가져다준다. 보통, 소결 단계를 위한 온도는 4 내지 20 시간 동안에서, 1700℃ 내지 1800℃, 예컨대 1750℃이다. 소결 단계는 가압없이 수행될 수 있다. 종종, 소결을 위해 환원 환경, 예컨대 ? 하이드로젠(wet hydrogen)이 이용된다. 다른 환경들, 예컨대 질소 또는 아르곤과 같은 중립 가스들, 형성 가스, 즉 적어도 하나의 중립 가스와 수소의 혼합물, 또는 일정한 탄소 압력을 가질 수 있는 진공이 또한 이용될 수 있다.
최종적으로, 본 발명의 추가적인 양태로서, 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 따른 가넷 물질들을 포함한 광전자 컴포넌트가 개시된다. 그러므로, 가넷 물질을 위해 개시된 모든 특징들이 또한 광전자 컴포넌트를 위해 개시된다. 광전자 컴포넌트에서, 제1 파장의 1차 방사선은 제1 파장보다 긴 제2 파장의 2차 방사선으로 가넷 물질에 의해 적어도 부분적으로 변환된다.
실시예에서, 광전자 컴포넌트는 발광 다이오드, 즉 LED일 수 있다. 발광 다이오드는 예컨대 플라스틱 또는 세라믹의 기본 하우징과, 보통 하우징 내에 위치한 리세스를 포함한다. 적어도 하나의 광원, 바람직하게는 무기 및/또는 유기 및/또는 폴리머 물질을 포함할 수 있는 하나 이상의 활성층들을 가질 수 있는 LED와 같은 발광 반도체 칩이 적용된다. 광원은 청색 발광 다이오드(즉, 제1 파장이 400㎚ 내지 490㎚ 내에 있을 수 있다)일 수 있다. 광원은 특히 전극들로서, ITO(indium-tin oxide)과 같은 투명한 도전성 물질들을 포함할 수 있다. 광원은 리세스의 바닥상에 적용될 수 있고 전기적으로 상호연결된다. 전기적 상호연결부는 기본 하우징을 관통할 수 있다. 바닥을 비롯한 리세스의 벽들은 반사기를 형성하기 위한 반사성 물질을 포함할 수 있다. 리세스는 렌즈를 형성할 수 있는 주조 화합물로 채워질 수 있다. 주조 화합물은 투명한 수지, 특히 300℃ 아래의 연화점을 갖는, 예컨대 에폭시 또는 아크릴레이트 수지, 실리콘, 세라믹, 유리 또는 유기-무기 하이브리드 물질일 수 있다. 주조 화합물은 예컨대 광 산란을 변경시키기 위해 이용되는 첨가제들을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 실리콘의 주조 화합물은 TiO2 입자들을 포함할 수 있다.
실시예에서, 광전자 컴포넌트는 본 발명에 따른 가넷 물질을 포함하거나 또는 이것으로 구성된 입자들을 발광체로서 포함하는 주조 화합물을 포함한다. 가넷 물질 입자들은 주조 화합물 내에 균등하게 분포될 수 있다. 입자들의 다른 분포들이 또한 이용될 수 있다. 가넷 물질 입자들 크기의 평균 크기는 50㎛보다 작을 수 있으며, 예컨대 5 내지 20㎛일 수 있다.
또다른 실시예에서, 본 발명에 따른 가넷 물질은 컨버터 칩 내 또는 컨버터 플레이틀릿(converter platelet) 내에 제공될 수 있다. 컨버터 칩은 가넷 물질로 구성될 수 있거나 또는 가넷 물질과 예컨대 칩에 기계적 안정성을 제공하는 다른 물질들을 포함할 수 있다. 칩은 임의의 형상을 가질 수 있다. 컨버터 칩은 광원의 빔 경로에서 적용된다. 이것은 광원상에 직접적으로 적용될 수 있다.
이전에 설명한 두 개의 실시예들에서, 임의의 형상의 하나 이상의 추가적인 형광체 물질들이 또한 제공될 수 있다. 예를 들어, 가넷 물질에 의해 방출된 2차 파장이 가시 스펙트럼의 녹색 영역 내에 있는 경우, 유로퓸 도핑된 형광체와 같은 추가적인 적색 형광체, 예컨대 Sr2Si5N8:Eu, (Sr,Ba)2Si5N8:Eu, Ca2Si8Al4N16:Eu, CaAlSiN3:Eu, Sr2SiO4:Eu가 이용될 수 있다. 본 발명에 따른 광전자 컴포넌트는 백색광을 생성하기 위해 이용될 수 있다.
본 발명을 도 1 내지 도 6과 함께 복수의 예시들 및 예시적인 실시예들을 참조하면서 아래에서 자세하게 설명한다. 상이한 도면들에서 나타나는 동일한 설계 및 기능의 엘리먼트들은 동일한 참조 문자로 식별된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 광전자 컴포넌트의 단면도를 도시한다.
도 2는 본 발명의 추가적인 실시예에 따른 광전자 컴포넌트의 단면도를 도시한다.
도 3은 LuAG:Ce 세라믹 물질의 폴리싱된 부분의 EMPA 후방 산란 전자 이미지를 도시한다.
도 4는 도 3의 LuAG:Ce 물질에서의 상들의 WDXA에 의한 분석을 도시한다.
도 5는 LuAG:Ce 물질의 통상적인 샘플과 비교하여 본 발명에 따른 LuAG:Ce 물질의 방출 스펙트럼을 도시한다.
도 6은 InGaN 녹색과 비교하여 본 발명에 따라 획득된 LuAG:Ce를 갖는 완전 변환 녹색광의 효율을 도시한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 광전자 컴포넌트(1)의 단면도를 도시한다. 기본 하우징(2)은 리세스(3)를 가질 수 있고, 이 리세스(3) 내에는 발광 반도체 칩(7)이 리세스(3)의 바닥에서 적용되어 있다. 반도체 칩(7)은 하나 이상의 활성층들을 갖는 발광 다이오드일 수 있고, 전자 커넥터(6a)에 의해 전자적으로 상호연결되고 발광 반도체 칩의 상단부상의 배선 접합부(8)를 통해 전자 커넥터(6b)와 전자적으로 상호연결된다. 전자 커넥터들(6a, 6b)은 하우징(2) 밖으로 이어진다. 바닥과 측벽들(9)은 반사성 물질을 포함하며, 이에 따라 반사기를 형성한다. 광전자 컴포넌트(1)의 리세스(3)는 이 실시예에서 렌즈(5)를 형성하는 주조 화합물(4)로 채워진다. 가넷 물질의 입자들(10)은 주조 화합물(4) 내에 분포된다. 따라서, 가넷 물질 입자들(10)은 발광 반도체 칩(7)에 의해 생성된 광을 적어도 부분적으로 변환시킬 수 있다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 광전자 컴포넌트(1)의 단면도를 도시한다. 측벽들(9)을 갖는 리세스(3)를 구비한 기본 하우징(2), 발광 반도체 칩(7), 전자 커넥터들(6a, 6b), 및 배선 접합부(8)는 위에서 설명한 광전자 컴포넌트와 유사하다. 주조 화합물(4)은 리세스(3)를 채워서 렌즈(5)를 형성한다. 본 발명에 따른 가넷 물질을 포함한 컨버터 칩(11)은 발광 반도체 칩(7)의 빔 경로에서 적용된다. 이 경우, 컨버터 칩(11)은 반도체 칩(7) 바로 위에 적용되지만, 다른 배열들이 또한 이용가능할 수 있다. 그러므로, 반도체 칩(7)에 의해 생성된 광은 컨버터 칩(11) 내의 가넷 물질에 의해 적어도 부분적으로 변환된다.
도 3에서는, 본 발명에 따라, 1mol%의 루테튬이 세륨으로 대체된, 소결된 LuAG:Ce 세라믹 물질, 즉 (Lu0.99Ce0.01)3Al5O12의 칩의 폴리싱된 섹션의 전자 마이크로프로브 분석(EMPA) 후방 산란 전자 이미지가 도시된다. 밝은 섹션들은 두 개의 상이한 상들의 LuAG:Ce(20, 21)로 구성된다. 어두운 입자들(22)은 바륨 함유 산화물의 개별적인 상들이다. 이러한 바륨 함유 산화물 상들의 (바륨 함유 산화물 전체 영역에 대한) 95%이상은 5㎛보다 작은 직경을 갖는다. 80% 이상은 3㎛보다 작은 직경을 갖는다.
도 4에서는 WDXA에 의한 EMPA 이미지에서의 상이한 상들의 분석이 도시된다. 윗쪽의 스펙트럼은 LuAG:Ce 물질의 상(20)을 도시하며, 중간의 스펙트럼은 LuAG:Ce 물질의 또다른 상(21)을 도시한다. 이러한 상들(20, 21)은 다결정질 LuAG:Ce 세라믹 물질들이다. 아랫쪽의 스펙트럼은 어두운 입자(22)의 분석을 도시한다. 이것은 바륨 알루미늄 산화물, 예컨대 바륨 알루미네이트의 개별적인 상이다. 어두운 입자들(22)은 어떠한 LuAG:Ce 물질도 함유하지 않는다.
도 5는 종래기술 프로시저에 따라 0.5mol%의 루테튬이 세륨으로 대체되어 마련된 통상적인 LuAG:Ce 물질(31)의 컨버터 칩과 비교하여, 본 발명에 따라 0.5mol%의 루테튬이 세륨으로 대체된 LuAG:Ce 세라믹 물질(30)의 컨버터 칩을 갖는 청색광 LED의 방출 스펙트럼(Rel. Int. = y축으로서의 상대적 세기)을 도시한다. 440㎚의 제1 파장을 갖는 1차 방사선은 500 내지 580㎚ 사이의 최대값을 갖는 제2 파장을 갖는 2차 방사선으로 변환된다.
도 6에서는, 본 발명의 LuAG:Ce 물질(40)에 의한 완전히 변환된 녹색의 효율(lm/W로 표시됨)을 InGaN(41)에 의해 생성된 "일반적인" 녹색과 비교한다. 본 도면은 본 발명에 따라 획득된 가넷에 의해 광을 녹색으로 변환시키는 것이 상당히 더 효율적이라는 것을 보여준다.
예시들:
위에서 약술한 바와 같은 가넷 물질들을 제조하기 위한 방법에 따르면, 소결조제로서의 바륨 함유 산화물들의 이용이 연구된다. 2원 금속 산화물들이 개시 물질로서 이용되는데, 그 이유는 이러한 2원 금속 산화물들은 예컨대 0.3㎛의 작은 입자 크기들을 가지면서 적절한 퀄리티, 예컨대 99.7% 순정으로 손쉽게 입수가능하기 때문이다. 미리형성된 가넷 물질 파우더들, 예컨대 LuAG:Ce 파우더들이 대안적으로 이용될 수 있지만 이것은 종종 보다 높은 불순물 내용을 함유할 수 있다. 하지만 고순도의 미세하게 분리된 LuAG 파우더들의 합성은 수고스럽고 비용집약적이다. 개시 물질들 중 하나 이상은 소량의 이트륨을 함유할 수 있다. 그러므로, 획득된 LuAG:Ce 물질은 또한 소량의 이트륨, 예컨대 0.5wt% 미만의 이트륨을 함유할 수 있다.
바륨 알루미네이트는 예컨대 0.3㎛의 평균 입자 크기를 가지면서 적절한 퀄리티, 예컨대 99.7% 순정으로 손쉽게 입수가능하다. 더 나아가, 바륨 알루미네이트는 안정적인 바륨 함유 산화물인 반면에, 바륨 산화물 자체는 대기중에서 물 또는 탄소 이산화물과 반응을 할 수 있다. 바륨 알루미네이트는 보통 0.01wt%과 2.5wt%사이, 및 종종 0.4wt%와 1.5wt%사이의 낮은 농도로 이용된다. 이것은 소결을 위한 또다른 금속염, 예컨대 과잉의 알루미늄 산화물과 결합될 수 있다.
예시 1:
슬러리를 형성하기 전에 2.985몰의 Lu2O3, 5몰의 Al2O3, 0.03몰의 CeO2 및 (1몰의 (Lu,Ce)3Al5O12에 대하여) 0.56wt%의 BaAl2O4의 혼합물이 볼 밀 내에서 완전히 혼합되었다. 그런 후, 슬러리를 형성하기 위해 수성계 아크릴 결합재와 같은 유기 결합재들과 물이 첨가되었다. 테잎은 슬러리로부터 주조되었고, 이어서 칩들로 형성되었으며, 이 칩은 대기중에서 1150℃에서 사전연소되었고 그 후 ? 하이드로젠(wet hydrogen)하에서 가압없이 1750℃에서 소결되어 고도로 투명한 LuAG:Ce 세라믹 물질이 되었다.
형성된 칩은 1㎜*1㎜의 크기와 120㎛의 두께를 갖는다. 물질은 6.67g/㎤의 밀도를 가져서 거의 완전히 치밀하며, 고도로 투명하다. 물질은 2000㎚의 파장에서 78.6%의 총 순방향 투과도를 갖고 600㎚의 파장에서는 64.7%의 총 순방향 투과도를 갖는다. 생성된 색상, 변환된 광 및 투과된 광은 CIE 색도도에서 0.2942의 Cx 값과 0.4487의 Cy 값을 갖는다.
예시 2:
슬러리를 형성하기 전에 2.985몰의 Lu2O3, 5몰의 Al2O3, 0.03몰의 CeO2 및 (1몰의 (Lu,Ce)3Al5O12에 대하여) 0.09wt%의 BaAl2O4의 혼합물이 볼 밀 내에서 완전히 혼합되었다. 그런 후, 슬러리를 형성하기 위해 수성계 아크릴 결합재와 같은 유기 결합재들과 물이 첨가되었다. 테잎은 슬러리로부터 주조되었고, 이어서 칩들로 형성되었으며, 이 칩은 대기중에서 1150℃에서 사전연소되었고 그 후 ? 하이드로젠(wet hydrogen)하에서 가압없이 1750℃에서 소결되어 고도로 투명한 LuAG:Ce 세라믹 물질이 되었다.
형성된 칩은 1㎜*1㎜의 크기와 120㎛의 두께를 갖는다. 물질은 6.67g/㎤의 밀도를 가져서 거의 완전히 치밀하며, 고도로 투명하다. 물질은 2000㎚의 파장에서 71.8%의 총 순방향 투과도를 갖고 600㎚의 파장에서는 58.1%의 총 순방향 투과도를 갖는다. 생성된 색상, 변환된 광 및 투과된 광은 CIE 색도도에서 0.3029의 Cx 값과 0.4751의 Cy 값을 갖는다. 측정된 발광 효율은 대기에 대해 302lm/W이다.
예시 3:
슬러리를 형성하기 전에 2.955몰의 Lu2O3, 5몰의 Al2O3, 0.09몰의 CeO2 및 (1몰의 (Lu,Ce)3Al5O12에 대하여) 0.09wt%의 BaAl2O4의 혼합물이 볼 밀 내에서 완전히 혼합되었다. 그런 후, 슬러리를 형성하기 위해 수성계 아크릴 결합재와 같은 유기 결합재들과 물이 첨가되었다. 테잎은 슬러리로부터 주조되었고, 이어서 칩들로 형성되었으며, 이 칩은 대기중에서 1150℃에서 사전연소되었고 그 후 ? 하이드로젠(wet hydrogen)하에서 가압없이 1750℃에서 소결되어 고도로 투명한 LuAG:Ce 세라믹 물질이 되었다.
형성된 칩은 1㎜*1㎜의 크기와 90㎛의 두께를 갖는다. 물질은 6.67g/㎤의 밀도를 가져서 거의 완전히 치밀하며, 고도로 투명하다. 물질은 2000㎚의 파장에서 75.3%의 총 순방향 투과도를 갖고 600㎚의 파장에서는 66.6%의 총 순방향 투과도를 갖는다. 생성된 색상, 변환된 광 및 투과된 광은 CIE 색도도에서 0.3430의 Cx 값과 0.4998의 Cy 값을 갖는다. 측정된 발광 효율은 대기에 대해 296lm/W이다.
예시 4:
슬러리를 형성하기 전에 2.985몰의 Lu2O3, 5몰의 Al2O3, 0.03몰의 CeO2 및 (1몰의 (Lu,Ce)3Al5O12에 대하여) 2.0wt%의 BaAl2O4의 혼합물이 볼 밀 내에서 완전히 혼합되었다. 그런 후, 슬러리를 형성하기 위해 수성계 아크릴 결합재와 같은 유기 결합재들과 물이 첨가되었다. 테잎은 슬러리로부터 주조되었고, 이어서 칩들로 형성되었으며, 이 칩은 대기중에서 1150℃에서 사전연소되었고 그 후 ? 하이드로젠(wet hydrogen)하에서 가압없이 1750℃에서 소결되어 고도로 투명한 LuAG:Ce 세라믹 물질이 되었다.
형성된 칩은 1㎜*1㎜의 크기와 130㎛의 두께를 갖는다. 물질은 6.67g/㎤의 밀도를 가져서 거의 완전히 치밀하며, 고도로 투명하다. 물질은 2000㎚의 파장에서 76.8%의 총 순방향 투과도를 갖고 600㎚의 파장에서는 57.2%의 총 순방향 투과도를 갖는다. 측정된 발광 효율은 대기에 대해 300lm/W이다.
예시 5 및 예시 6:
샘플들은 예시 4의 프로시저에 따라 준비되었다.
예시 7:
슬러리를 형성하기 전에 2.985몰의 Lu2O3, 5몰의 Al2O3, 0.03몰의 CeO2, (1몰의 (Lu,Ce)3Al5O12에 대하여) 0.15wt%의 BaAl2O4, 및 (1몰의 (Lu,Ce)3Al5O12에 대하여) 0.75wt%의 Al2O3의 혼합물이 볼 밀 내에서 완전히 혼합되었다. 본 예시에서 바륨 알루미네이트와 과잉의 알루미늄 산화물의 조합이 소결조제로서 이용되었다. 그런 후, 슬러리를 형성하기 위해 수성계 아크릴 결합재와 같은 유기 결합재들과 물이 첨가되었다. 테잎은 슬러리로부터 주조되었고, 이어서 칩들로 형성되었으며, 이 칩은 대기중에서 1150℃에서 사전연소되었고 그 후 ? 하이드로젠(wet hydrogen)하에서 가압없이 1750℃에서 소결되어 고도로 투명한 LuAG:Ce 세라믹 물질이 되었다.
형성된 칩은 1㎜*1㎜의 크기와 130㎛의 두께를 갖는다. 물질은 6.67g/㎤의 밀도를 가져서 거의 완전히 치밀하며, 고도로 투명하다. 물질은 2000㎚의 파장에서 71.0%의 총 순방향 투과도를 갖고 600㎚의 파장에서는 55.9%의 총 순방향 투과도를 갖는다. 생성된 색상, 변환된 광 및 투과된 광은 CIE 색도도에서 0.3046의 Cx 값과 0.4873의 Cy 값을 갖는다. 측정된 발광 효율은 대기에 대해 305lm/W이다.
예시 8:
슬러리를 형성하기 전에 2.955몰의 Lu2O3, 5몰의 Al2O3, 0.09몰의 CeO2, (1몰의 (Lu,Ce)3Al5O12에 대하여) 0.15wt%의 BaAl2O4, 및 (1몰의 (Lu,Ce)3Al5O12에 대하여) 0.75wt%의 Al2O3의 혼합물이 볼 밀 내에서 완전히 혼합되었다. 그런 후, 슬러리를 형성하기 위해 수성계 아크릴 결합재와 같은 유기 결합재들과 물이 첨가되었다. 테잎은 슬러리로부터 주조되었고, 이어서 칩들로 형성되었으며, 이 칩은 대기중에서 1150℃에서 사전연소되었고 그 후 ? 하이드로젠(wet hydrogen)하에서 가압없이 1750℃에서 소결되어 고도로 투명한 LuAG:Ce 세라믹 물질이 되었다.
형성된 칩은 1㎜*1㎜의 크기와 100㎛의 두께를 갖는다. 물질은 6.67g/㎤의 밀도를 가져서 거의 완전히 치밀하며, 고도로 투명하다. 물질은 2000㎚의 파장에서 66.3%의 총 순방향 투과도를 갖고 600㎚의 파장에서는 51.5%의 총 순방향 투과도를 갖는다. 생성된 색상, 변환된 광 및 투과된 광은 CIE 색도도에서 0.3708의 Cx 값과 0.5344의 Cy 값을 갖는다.
예시 9:
슬러리를 형성하기 전에, 1mol%의 루테튬이 도펀트로서의 세륨으로 대체되었으며 3㎛의 평균 입자 크기를 가지며, 750ppm의 바륨, 5000ppm의 이트륨, 110ppm의 실리콘, 58ppm의 칼슘, 53ppm의 가돌리늄, 35ppm의 붕소, 22ppm의 지르코늄 및 17ppm의 마그네슘을 더 함유한, 미리형성된 LuAG:Ce 파우더가 볼 밀 내에서 완전히 혼합되었다. 그런 후, 슬러리를 형성하기 위해 수성계 아크릴 결합재와 같은 유기 결합재들과 물이 첨가되었다. 테잎은 슬러리로부터 주조되었고 이어서 칩들로 형성되었으며, 이 칩들은 1150℃에서 사전연소되었고, 그 후 ? 하이드로젠(wet hydrogen)하에서 가압없이 1800℃에서 소결되어 고도로 투명한 LuAG:Ce 세라믹 물질이 되었다.
형성된 칩은 1㎜*1㎜의 크기와 130㎛의 두께를 갖는다. 물질은 6.67g/㎤의 밀도를 가져서 거의 완전히 치밀하며, 투명하다. 물질은 2000㎚의 파장에서 31.9%의 총 순방향 투과도를 갖고 600㎚의 파장에서는 31.7%의 총 순방향 투과도를 갖는다.
비교예 1:
슬러리를 형성하기 전에 2.985몰의 Lu2O3, 5몰의 Al2O3, 0.03몰의 CeO2의 혼합물이 볼 밀 내에서 완전히 혼합되었다. 그런 후, 슬러리를 형성하기 위해 수성계 아크릴 결합재와 같은 유기 결합재들과 물이 첨가되었다. 테잎은 대기중에서 1150℃에서 사전연소되었던 슬러리로부터 주조되었고, 그 후 ? 하이드로젠(wet hydrogen)하에서 가압없이 1800℃에서 소결되어 LuAG:Ce 세라믹 물질이 되었다.
형성된 칩은 1㎜*1㎜의 크기와 130㎛의 두께를 갖는다. 물질은 6.67g/㎤의 밀도를 가져서 거의 완전히 치밀하며, 투명하다. 물질은 2000㎚의 파장에서 54.0%의 총 순방향 투과도를 갖고 600㎚의 파장에서는 49.2%의 총 순방향 투과도를 갖는다. 생성된 색상, 변환된 광 및 투과된 광은 CIE 색도도에서 0.3099의 Cx 값과 0.5037의 Cy 값을 갖는다. 측정된 발광 효율은 대기에 대해 284lm/W이다.
비교예 2 내지 비교예 6:
샘플들은 비교예 1의 프로시저에 따라 준비되었다.
비교예 7:
슬러리를 형성하기 전에 2.985몰의 Lu2O3, 5몰의 Al2O3, 0.03몰의 CeO2 및 (1몰의 (Lu,Ce)3Al5O12에 대하여) 2.0wt%의 Al2O3의 혼합물이 볼 밀 내에서 완전히 혼합되었다. 그런 후, 슬러리를 형성하기 위해 수성계 아크릴 결합재와 같은 유기 결합재들과 물이 첨가되었다. 테잎은 대기중에서 1150℃에서 사전연소되었던 슬러리로부터 주조되었고, 그 후 ? 하이드로젠(wet hydrogen)하에서 가압없이 1800℃에서 소결되어 LuAG:Ce 세라믹 물질이 되었다.
형성된 칩은 1㎜*1㎜의 크기와 150㎛의 두께를 갖는다. 물질은 6.67g/㎤의 밀도를 가져서 거의 완전히 치밀하며, 투명하다. 물질은 2000㎚의 파장에서 52.9%의 총 순방향 투과도를 갖고 600㎚의 파장에서는 43.7%의 총 순방향 투과도를 갖는다. 생성된 색상, 변환된 광 및 투과된 광은 CIE 색도도에서 0.3058의 Cx 값과 0.4913의 Cy 값을 갖는다.
비교예 8:
샘플들은 비교예 7의 프로시저에 따라 준비되었다.
예시들이 [표 1]에서 요약된다.
[표 1]
Figure pct00001
본 발명은 상술한 실시예들로 한정되지 않는다. 오히려 본 발명은 새로운 모든 특징들과 모든 특징들의 조합을 포함하며, 또한 각각의 특징 또는 각각의 조합 자체가 청구항들 또는 실시예들에서 명시적으로 진술되지 않은 때에도, 본 발명은 청구항에서 구상가능한 모든 특징들의 조합들을 포함한다.

Claims (15)

  1. 화학식 A3-xB5O12:Dx로 표현되는 조성을 갖는 가넷(garnet)과 바륨 함유 산화물을 포함한 물질에 있어서, 상기 가넷 A3-xB5O12:Dx에서,
    A는 루테튬, 이트륨, 가돌리늄, 테르븀, 스칸듐, 또다른 희토류 금속 또는 이들의 혼합물들로부터 선택되고,
    B는 알루미늄, 스칸듐, 갈륨, 인듐, 붕소 또는 이들의 혼합물들로부터 선택되며,
    D는 크롬, 망간 및 희토류 금속들로부터 선택된 적어도 하나의 도펀트이며, 0 ≤ x ≤ 2인 것인, 가넷(garnet)과 바륨 함유 산화물을 포함한 물질.
  2. 제1항에 있어서, 상기 가넷 A3-xB5O12:Dx에서,
    A는 루테튬, 이트륨, 가돌리늄, 테르븀, 스칸듐, 또는 이들의 혼합물들로부터 선택되고,
    B는 알루미늄, 또는 알루미늄과 갈륨 또는 스칸듐의 혼합물로부터 선택되고,
    D는 세륨, 프라세오디뮴 또는 이들의 혼합물들로부터 선택되며,
    x는 0 < x ≤ 0.15이고, 특히 0 < x ≤ 0.07인 것인, 가넷(garnet)과 바륨 함유 산화물을 포함한 물질.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 물질에서, 상기 바륨의 양은 0.01 내지 2.5wt%이며, 특히 0.04 내지 1.5wt%인 것인, 가넷(garnet)과 바륨 함유 산화물을 포함한 물질.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 바륨 함유 산화물들 중 적어도 일부는 개별적인 상(phase), 특히 BaAl2O4 또는 BaAl12O19의 개별적인 상을 형성하는 것인, 가넷(garnet)과 바륨 함유 산화물을 포함한 물질.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 물질은 일정량의 적어도 하나의 추가적인 금속 산화물을 포함하며, 상기 적어도 하나의 추가적인 금속 산화물은 칼슘, 마그네슘, 스트론튬, 붕소, 실리콘, 지르코늄, 알루미늄, 스칸듐의 산화물들 또는 이들의 혼합물들로부터 선택되는 것인, 가넷(garnet)과 바륨 함유 산화물을 포함한 물질.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 물질은 투명하며, 2000㎚의 파장에서의 총 순방향 투과도(total forward transmittance)는 적어도 66%이고, 특히 적어도 71%인 것인, 가넷(garnet)과 바륨 함유 산화물을 포함한 물질.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 물질은 400 내지 490㎚의 파장, 특히 420 내지 470㎚의 최대 파장을 갖는 광을 흡수하며, 상기 물질은 460 내지 700㎚의 파장, 특히 500 내지 580㎚의 최대 파장을 갖는 광을 방출하는 것인, 가넷(garnet)과 바륨 함유 산화물을 포함한 물질.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 물질은 290lm/W보다 높은 발광 효율(luminous efficacy), 특히 295lm/W보다 높은 발광 효율을 갖는 것인, 가넷(garnet)과 바륨 함유 산화물을 포함한 물질.
  9. 소결(sintering) 공정에서 가넷 물질, 특히 제1항 내지 제8항에 따른 물질의 제조를 위한 소결조제(sintering aid)로서의 바륨 함유 산화물의 이용.
  10. 제9항에 있어서, 상기 바륨 함유 산화물은 BaAl2O4, BaO 및/또는 BaAl12O19인 것인, 바륨 함유 산화물의 이용.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 가넷 물질을 위한 개시 물질들은 2원 금속 산화물 파우더들이거나 또는 2원 금속 산화물 파우더들과 가넷 파우더의 혼합물인 것인, 바륨 함유 산화물의 이용.
  12. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 물질을 제조하는 방법에 있어서,
    소결조제를 포함한 개시 물질, 유기 결합재 및 가넷을 위한 개시 물질로부터 슬러리를 형성하는 단계로서, 상기 소결조제는 바륨 함유 산화물을 포함한 것인, 상기 슬러리 형성 단계;
    상기 슬러리로부터 그린 바디(green body)를 형성하는 단계;
    상기 그린 바디를 사전연소(prefiring)시키는 단계; 및
    상기 사전연소된 그린 바디의 소결(sintering) 단계를 포함한, 물질 제조 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 사전연소는 800℃ 내지 1400℃, 특히 1050℃ 내지 1250℃에서 수행되며, 상기 소결은 1650℃ 내지 1900℃, 특히 1700℃ 내지 1800℃에서 수행되는 것인, 물질 제조 방법.
  14. 방사선 방출 컴포넌트에 있어서, 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 물질을 포함하며, 상기 물질은 제1 파장의 1차 방사선을 상기 제1 파장보다 긴 제2 파장의 2차 방사선으로 적어도 부분적으로 변환시키는 것인, 방사선 방출 컴포넌트.
  15. 제14항에 있어서, 상기 1차 방사선의 최대는 420 내지 470㎚ 사이이며, 상기 2차 방사선의 최대는 500 내지 580㎚ 사이인 것인, 방사선 방출 컴포넌트.
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