KR20150023225A - 발광 디바이스들을 위한 세라믹 본체 - Google Patents

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KR20150023225A
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host material
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히로아키 미야가와
도시타카 나카무라
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닛토덴코 가부시키가이샤
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Abstract

본 명세서에 개시된 일부 실시예는 제 1 영역 및 제 2 영역을 포함하는 세라믹 본체를 포함한다. 제 1 영역은 호스트 재료 및 발광을 생성하는데 효과적인 제 1 농도의 도펀트를 포함할 수 있다. 제 2 영역은 호스트 재료 및 제 2 농도의 도펀트를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 제 1 영역은 제 2 영역의 평균 그레인보다 큰 평균 입도를 갖는다. 세라믹 본체는, 일부 실시예에서, 우수한 내부 양자 효율(IQE)을 나타낸다. 본 명세서에 개시된 일부 실시예는 본 명세서에 개시된 세라믹 본체를 제조하고 사용하기 위한 방법을 포함한다. 또한, 본 명세서에 개시된 일부 실시예는 본 명세서에 개시된 세라믹 본체를 포함하는 조명장치를 포함한다.

Description

발광 디바이스들을 위한 세라믹 본체{CERAMIC BODY FOR LIGHT EMITTING DEVICES}
본원은 형광체 성분을 갖는 방출 세라믹 재료에 관한 것이다.
고체 상태 발광 디바이스, 예컨대 발광 다이오드(LED), 유기 발광 다이오드(OLED) 또는 때때로 소위 유기 전계발광 디바이스(OEL), 및 무기 전계발광 디바이스(IEL)는 다양한 애플리케이션들, 예컨대 평면 패널 디스플레이, 다양한 기기에 대한 표시기, 간판, 및 장식용 조명, 등을 위해 널리 이용되어 왔다. 이들 발광 디바이스의 방출 효율이 계속해서 개선됨에 따라, 훨씬 높은 휘도 세기를 요구하는 애플리케이션들, 예컨대 자동차 헤드라이트 및 일반적인 조명이 곧 실현가능해질 수 있다. 이들 애플리케이션에 대해, 백색-LED가 유망한 후보들 중 하나이며, 더 많은 주목을 끌고 있다.
내부 양자 효율(internal quantum efficiency: IQE)은 방출 물질에 의해 생성된 광자 대 동일한 물질에 의해 흡수된 광자의 비율이다. 증가된 IQE 값이 조명 장치의 에너지 효율을 개선할 수 있지만; 그러나, 휘도 효율을 또한 감소시키지 않으면서 IQE를 증가시키기 위한 신뢰할 수 있는 방법이 존재하지 않는다. 따라서, IQE에 관한 이들 한계를 극복할 수 있는 새로운 방출 물질에 대한 필요성이 존재한다.
본 명세서에 개시된 일부 실시예는 세라믹 본체를 포함하며, 상기 세라믹 본체는: 호스트 재료 및 제 1 농도의 도펀트를 포함하는 제 1 영역으로서, 여기서 제 1 농도는 발광을 생성하는데 효과적인, 제 1 영역; 및 호스트 재료 및 제 2 농도의 도펀트를 포함하는 제 2 영역으로서, 여기서 제 2 농도는 제 1 농도 미만이고, 여기서 제 1 영역은 제 2 영역의 평균 입도보다 더 큰 평균 입도를 갖는 제 2 영역을 포함한다.
본 명세서에 개시된 일부 실시예는 세라믹 본체를 형성하는 방법을 포함하며, 상기 방법은: 어셈블리를 형성하는 단계를 포함하며, 여기서 어셈블리를 형성하는 단계는: 호스트 재료, 호스트 재료 전구체, 또는 이들의 조합을 포함하는 제 1 비-도핑 층을 제공하는 단계로서, 여기서 상기 제 1 비-도핑 층은 약 40 μm 내지 약 800 μm의 범위의 두께를 갖는, 단계; 및 제 1 비-도핑 층 상에 도핑된 층을 배치하는 단계로서, 여기서 상기 도핑된 층은 약 10 μm 내지 약 400 μm의 범위를 두께를 가지며, 호스트 재료, 호스트 재료 전구체, 또는 이들의 조합, 및 도펀트를 포함하는, 단계; 및 소결 어셈블리 세라믹 본체를 형성하기 위해의 제 2 영역의 평균 입도보다 더 큰 평균 입도를 갖는 세라믹 본체의 제 1 영역을 형성하기 위하여 어셈블리를 소결하는 단계를 포함하고, 여기서 상기 제 1 영역은 발광을 생성하는데 효과적인 제 1 농도의 도펀트를 포함하며, 및 제 2 영역은 제 1 농도의 도펀트 미만인 제 2 농도의 도펀트를 포함한다.
본 명세서에 개시된 일부 실시예는 본 명세서에 개시된 방법 중 임의의 방법에 의해 준비된 세라믹 본체를 포함한다.
본 명세서에 개시된 일부 실시예는 조명 장치를 포함하며, 상기 조명장치는: 청색 방사를 방출하도록 구성된 광원; 및 본 명세서에 개시된 세라믹 본체 중 임의의 세라믹 본체를 포함하며, 여기서 세라믹 본체는 청색 방사의 적어도 일부를 수용(receive)하도록 구성된다.
본 명세서에 개시된 일부 실시예는 본 명세서에 개시된 세라믹 본체 중 임의의 세라믹 본체를 청색 방사에 노출시키는 단계를 포함하는 광 생성 방법을 포함한다.
도 1a 내지 도 1b는 각기 본원의 범위 내의 세라믹 본체의 일 예의 상면도 및 측면도를 도시한다.
도 2a 내지 도 2b는 본원의 범위 내의 세라믹 본체의 일 예의 상면도 및 측면도를 도시한다.
도 3a 내지 도 3b는 본 명세서에 개시된 방법에 따라 소결될 수 있는 어셈블리의 일 예를 예시한다.
도 4는 적층을 포함하는 세라믹 본체를 형성하는 하나의 실시예에 대한 준비 흐름도를 도시한다.
도 5는 본 명세서에 개시된 세라믹 본체을 포함할 수 있는 조명 장치의 예이다.
도 6은 실시예 1에 개시된 바와 같은 세라믹 본체를 획득하기 위해 가공된 어셈블리의 구조를 도시한다.
도 7은 내부 양자 효율(IQE)이 결정될 수 있는 방법의 예이다.
도 8a 내지 도 8c는 각기 좌측 에지 영역, 중간 영역 및 우측 에지 영역을 포함하는, 실시예 1에 따라 준비된 세라믹 본체의 단면의 후방 산란형 전자 모드 주사 전자 현미경(Backscattered Electron Mode Scanning Electron Microscopy: SEM-BSE) 이미지를 도시한다.
도 9는 실시예 1에 따라 준비된 세라믹 본체의 비과시간 2차 이온 질량 분광계(Time-Of-Flight Secondary Ion Mass Spectroscopy: TOF SIMS) 분석을 도시한다.
도 10a 내지 도 10c는 각기 좌측 에지 영역, 중간 영역 및 우측 에지 영역을 포함하는, 비교 실시예 1에 따라 준비된 세라믹 본체의 단면의 후방 산란형 전자 모드 주사 전자 현미경검사(SEM-BSE) 이미지를 도시한다.
도 11a 내지 도 11b는 실시예 2에 개시된 바와 같은 세라믹 본체를 획득하기 위해 가공된 어셈블리의 구조를 도시한다.
본 명세서에 개시된 일부 실시예는 제 1 영역 및 제 2 영역을 포함하는 세라믹 본체를 포함한다. 제 1 영역은 호스트 재료 및 발광을 생성하는데 효과적인 제 1 농도의 도펀트를 포함할 수 있다. 제 2 영역은 호스트 재료 및 제 2 농도의 도펀트를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 제 1 영역은 제 2 영역의 평균 그레인(grain)보다 더 큰 평균 입도를 갖는다. 세라믹 본체는, 일부 실시예에서, 우수한 내부 양자 효율(IQE)을 나타낸다. 본 명세서에 개시된 일부 실시예는 본 명세서에 개시된 세라믹 본체를 제조하고 및 사용하기 위한 방법을 포함한다. 또한, 본 명세서에 개시된 일부 실시예는 본 명세서에 개시된 세라믹 본체를 포함하는 조명 장치를 포함한다.
세라믹 본체는, 예를 들면, 어셈블리를 소결함으로써 준비될 수 있다. 따라서, "세라믹 본체"는 조명 목적을 위해 사용될 수 있는 최종 방출 물질을 설명하며, 반면 "어셈블리"는 방출 세라믹을 형성하기 위해 소결될 수 있는 합성물(composite)이다. 이하에서 더 논의될 바와 같이, 어셈블리를 소결하는 것은 제 1 영역 및 제 2 영역을 갖는 세라믹 본체를 획득하기 위한 하나의 방법이다.
도 1a 및 도 1b는 각기 본원의 범위 내의 세라믹 본체의 일 예의 상면도 및 측면도를 도시한다. 세라믹 본체(100)는 제 1 영역(110) 및 제 2 영역(120)을 포함한다. 제 1 영역(110) 호스트 재료 및 발광을 생성하는데 효과적인 제 1 농도의 도펀트를 포함할 수 있다. 제 2 영역(120)은 호스트 재료 및 제 2 농도의 도펀트를 포함할 수 있다. 제 2 영역(120) 내의 도펀트의 제 2 농도는 제 1 영역(110) 내의 도펀트의 제 1 농도 미만일 수 있다. 제 1 영역(110)의 평균 입도는 제 2 영역(120)의 평균 입도보다 더 클 수 있다.
묘사된 바와 같이, 제 1 영역(110)은 일반적으로 세라믹 본체(100)의 중심 근처에 위치될 수 있다. 따라서, 일부 실시예에서, 제 1 영역은 세라믹 본체의 중심 코어(core)를 포함할 수 있다. 묘사된 바와 같이, 제 2 영역(120)은 일반적으로 세라믹 본체(100)의 외측 표면에 또는 외측 표면 근처에 위치될 수 있다. 일부 실시예에서, 제 2 영역은 세라믹 본체의 외측 표면의 적어도 일부를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 제 2 영역은 세라믹 본체의 실질적으로 모든 외측 표면을 포함할 수 있다.
제 1 영역 및 제 2 영역은, 일부 실시예에서, 함께 세라믹 본체의 전체 용적을 포함할 수 있다. 제 1 영역의 용적과 제 2 범위의 용적의 합이 대략 세라믹 본체의 용적과 동일할 수 있다. 예를 들면, 도 1a 및 도 1b에 묘사된 바와 같이, 제 1 영역(110) 및 제 2 영역(120)은 함께 세라믹 본체(100)의 전부를 형성한다. 일부 실시예에서, 세라믹 본체는 제 1 영역 및 제 2 영역으로 구성된다. 일부 실시예에서, 세라믹 본체는 본질적으로 제 1 영역 및 제 2 영역으로 구성된다. 일부 실시예에서, 제 1 영역(110)이 세라믹 본체(100) 내에서 제 2 영역(120)에 의해 실질적으로 둘러싸인다.
도 2a 및 도 2b는 각기 세라믹 본체 본원의 범위 내의 다른 예의 상면도 및 측면도를 도시한다. 세라믹 본체(200)는 제 1 영역(210), 제 2 영역(220), 및 제 3 영역(230)을 포함한다. 제 1 영역(210)은 호스트 재료 및 발광을 생성하는데 효과적인 제 1 농도의 도펀트를 포함할 수 있다. 제 2 영역(220)은 호스트 재료 및 제 2 농도의 도펀트를 포함할 수 있다. 제 3 영역(230)은 호스트 재료 및 제3 농도의 도펀트를 포함할 수 있다. 제 2 영역(220) 내의 도펀트의 제 2 농도 및 제 3 영역(230) 내의 도펀트의 제 3 농도 각각은 제 1 영역 내의 도펀트의 제 1 농도 미만일 수 있다. 제 1 영역(210)의 평균 입도는 제 2 영역(220)의 평균 입도 및 제 3 영역(230)의 평균 입도 각각 보다 더 클 수 있다.
제 2 영역 및 제3 영역(예를 들면, 도 2a 및 도 2b에 묘사된 제 2 영역(220) 및 제 3 영역(230))에 대한 도펀트의 상대 농도가 특별히 제한되지는 않는다. 일부 실시예에서, 제 2 영역 내의 도펀트의 제 2 농도는 제 3 영역 내의 제 3 농도와 대략 동일하다. 일부 실시예에서, 제 2 영역 내의 도펀트의 제 2 농도는 제 3 영역 내의 제 3 농도 보다 더 크다. 일부 실시예에서, 제 2 영역 내의 도펀트의 제 2 농도는 제 3 영역 내의 제 3 농도 미만이다.
제 2 영역 및 제 3 영역(도 2a 및 도 2b에 묘사된 예를 들면, 제 2 영역(220) 및 제 3 영역(230))에 대한 상대 평균 입도가 또한 특별히 제한되지 않는다. 일부 실시예에서, 제 2 영역 내의 평균 입도는 대략 제 3 영역 내의 평균 입도와 동일하다. 일부 실시예에서, 제 2 영역 내의 평균 입도는 제 3 영역 내의 평균 입도 미만이다. 일부 실시예에서, 제 2 영역 내의 평균 입도가 제 3 영역 내의 평균 입도보다 더 크다.
제 1 영역, 제 2 영역, 및 제3 영역은, 일부 실시예에서, 함께 세라믹 본체의 전체 용적을 포함한다. 즉, 제 1 영역의 용적, 제 2 영역의 용적, 제3 범위의 용적의 합이 대략 세라믹 본체의 용적과 동일할 수 있다. 예를 들면, 도 2a 및 도 2b 에 묘사된 바와 같이, 제 1 영역(210), 제 2 영역(220), 및 제 3 영역(230)이 함께 세라믹 본체(200)의 전부를 형성한다. 일부 실시예에서, 제 1 영역, 제 2 영역, 및 제3 영역이 함께 세라믹 본체의 실질적인 용적을 포함한다. 일부 실시예에서, 세라믹 본체는 제 1 영역, 제 2 영역, 및 제3 영역으로 구성된다. 일부 실시예에서, 세라믹 본체는 본질적으로 제 1 영역, 제 2 영역, 및 제3 영역으로 구성된다.
본원의 교시에 의해 안내되는 당업자에 의해 인정될 바와 같이, 세라믹 본체의 기하구조가 특별히 제한되지 않으며, 쉽게 변경될 수 있다. 따라서, 수많은 다른 기하학적 구조가 본원의 범위 내에 있으며, 이는 도 1 및 도 2에 묘사된 전반적으로 직육면체인 기하구조에 한정되지 않는다. 유사하게, 세라믹 본체 내의 영역의 기하구조가 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 영역은 곡선의 윤곽들(contours)(예를 들면, 도 1에 묘사된 바와 같은)을 갖거나 또는 층들(예를 들면, 도 2에 묘사된 바와 같이)을 형성할 수 있다. 세라믹 본체 내의 영역에 대한 다른 기하학적 구조가 또한 본원의 범위 내에 속한다.
제 1 영역의 용적이 특별히 제한되지는 않는다. 세라믹 본체의 총 용적에 대한 제 1 영역의 용적은, 예를 들면, 적어도 약 10%; 적어도 약 25%; 적어도 약 40%; 적어도 약 50%; 적어도 약 60%; 적어도 약 75%; 적어도 약 90%; 또는 적어도 약 95%일 수 있다. 세라믹 본체의 총 용적에 대한 제 1 영역의 용적은, 예를 들면, 약 98% 이하; 약 95% 이하; 약 90% 이하; 약 80% 이하; 약 70% 이하; 약 50% 이하; 또는 약 40% 이하일 수 있다. 일부 실시예에서, 세라믹 본체의 총 용적에 대한 제 1 영역의 용적은 약 10% 내지 약 98%의 범위 내에 있다. 일부 실시예에서, 세라믹 본체의 총 용적에 대한 제 1 영역의 용적은 약 25% 내지 약 90%의 범위 내에 있다.
제 2 영역의 용적이 또한 특별히 제한되지는 않는다. 세라믹 본체의 총 용적에 대한 제 2 영역의 용적은, 예를 들면, 적어도 약 1%; 적어도 약 5%; 적어도 약 10%; 적어도 약 20%; 적어도 약 25%; 또는 적어도 약 40%일 수 있다. 세라믹 본체의 총 용적에 대한 제 2 영역의 용적은, 예를 들면, 약 90% 이하; 약 75% 이하; 약 50% 이하; 약 40% 이하; 약 30% 이하; 약 20% 이하; 또는 약 10% 이하일 수 있다. 일부 실시예에서, 세라믹 본체의 총 용적에 대한 제 2 영역의 용적은 약 10% 내지 약 98%의 범위 내에 있다. 일부 실시예에서, 세라믹 본체의 총 용적에 대한 제 2 영역의 용적은 약 25% 내지 약 90%의 범위 내에 있다. 일부 실시예에서, 제 2 영역의 용적은 제 1 영역의 용적 미만이다.
선택적인 제 3 영역의 용적이 또한 특별히 제한되지는 않는다. 제3 영역은, 예를 들면, 제 2 영역에 대해 이상에서 설명된 바와 같은 용적 백분율 중 임의의 백분율을 갖는다. 일부 실시예에서, 제 3 영역의 용적은 대략 제 2 영역의 용적과 동일하다. 일부 실시예에서, 제 3 영역의 용적이 제 2 영역의 용적보다 더 크다. 일부 실시예에서, 제 3 영역의 용적이 제 2 영역의 용적 미만이다. 일부 실시예에서, 제 1 영역의 용적이 제 1 영역의 용적보다 더 크다.
세라믹 본체의 영역(예를 들면, 세라믹 본체 내의 제 1 영역, 제 2 영역, 및 선택적인 제3 영역) 내의 호스트 재료는 다양한 공지된 호스트 재료를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 호스트 재료는 식 A3B5O12에 의해 표현되며, 여기에서 A는 Y, Lu, Ca, La, Tb, Gd 및 이들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택되며; 및 B는 Al, Mg, Si, Ga, In, 및 이들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된다. 일부 실시예에서, A는 Y를 포함한다. 일부 실시예에서, A는 Gd를 포함한다. 일부 실시예에서, A는 Y 및 Gd를 포함한다. 일부 실시예에서, A는 Lu를 포함한다. 일부 실시예에서, B는 Al을 포함한다. 세라믹 본체의 영역 내에 포함될 수 있는 호스트 재료의 비-제한적인 예는 Y3Al5O12, (Y, Tb)3Al5O12, (Y, Gd)3Al5O12, (Y, Gd)3(Al, Ga)5O12, (Sr, Ca, Ba)2SiO4, Lu3Al5O12, Lu2CaMg2Si3O12, Lu2CaAl4SiO12, Ca3Sc2Si3O12, Ba3MgSi2O8, BaMgAl10O17, La2O2S, SrGa2S4, CaAlSiN3, Ca2Si5N8, 및 CaSiAlON을 포함한다. 일부 실시예에서, 호스트 재료는 석류석이다. 일부 실시예에서, 호스트 재료는 (Y1-yGdy)3Al5O12이며, 여기에서 0.05<y<0.40이다. 일부 실시예에서, 호스트 재료는 (Y1 - yGdy)3Al5O12이며, 여기에서 0.05<y<0.15이다. 일부 실시예에서, 호스트 재료는 (Y0 .90Gd0 .10)3Al5O12이다. 일부 실시예에서, 호스트 재료는 Y3Al5O12이다.
일부 실시예에서, 세라믹 본체 내의 도펀트는 희토류 금속일 수 있다. 도펀트의 비-제한적인 예는 Nd, Er, Eu, Cr, Yb, Sm, Tb, Ce, Pr, By, Ho, Lu, 및 이들의 조합을 포함한다. 일부 실시예에서, 도펀트는 Ce이다. 예로서, 세라믹 본체 내의 도핑된 이트륨 알루미늄 석류석 영역이 식 (Y1 - xCex)3Al5O12에 의해 표현될 수 있으며, 여기에서 0 < x ≤ 1이다. 다른 예로서, 세라믹 본체 내의 도핑된 이트륨 알루미늄 석류석 영역은 식 (Y1 -y- xGdyCex)3Al5O12에 의해 표현될 수 있으며, 여기에서 0 < y+x ≤ 1이다. 일부 실시예에서, 0.05<y<0.40 및/또는 0.0001< x<0.02이다. 일부 실시예에서, 0.5 <y<0.15 및/또는 0.002< x<0.005이다.
제 1 영역 내의 도펀트의 제 1 농도가 변화할 수 있다. 제 1 영역 내의 도펀트의 제 1 농도는, 예를 들면, 적어도 약 0.01 원자 %(at %); 적어도 약 0.05 at %; 적어도 약 0.1 at %; 적어도 약 0.2 at %; 적어도 약 0.3 at %; 적어도 약 0.5 at %; 적어도 약 0.8 at %; 적어도 약 1 at %; 적어도 약 1.5 at %; 또는 적어도 약 2 at %일 수 있다. 제 1 영역 내의 도펀트의 제 1 농도는, 예를 들면, 약 10 at % 이하; 약 5 at % 이하; 약 4 at % 이하; 약 2 at % 이하; 약 1.5 at % 이하; 약 1 at % 이하; 약 0.8 at % 이하; 또는 약 0.5 at % 이하일 수 있다. 일부 실시예에서, 제 1 영역 내의 도펀트의 제 1 농도는 약 0.01 at % 내지 약 10 at %의 범위 내에 있을 수 있다. 일부 실시예에서, 제 1 영역 내의 도펀트의 제 1 농도는 약 0.2 at % 내지 약 1 at % 의 범위 내에 있을 수 있다.
제 2 영역 내의 도펀트의 제 2 농도는 제 1 영역 내의 도펀의 제 1 농도 미만일 수 있다. 일부 실시예에서, 제 2 영역 내의 도펀트의 제 2 농도는 약 0.2 at % 이하이다. 일부 실시예에서, 제 2 영역 내의 도펀트의 제 2 농도는 약 0.1 at % 이하이다. 일부 실시예에서, 제 2 영역 내의 도펀트의 제 2 농도는 약 0.05 at % 이하이다. 일부 실시예에서, 제 2 영역 내의 도펀트의 제 2 농도는 적어도 약 0.001 at %이다. 일부 실시예에서, 제 2 영역 내의 도펀트의 제 2 농도는 적어도 약 0.005 at %이다. 일부 실시예에서, 제 2 영역 내의 도펀트의 제 2 농도는 적어도 약 0.01 at %이다. 일부 실시예에서, 제 2 영역 내의 도펀트의 제 2 농도는 적어도 약 0.05 at %이다. 일부 실시예에서, 제 2 영역 내의 도펀트의 제 2 농도는 약 0.001 at % 내지 약 0.2 at %의 범위 내에 있다.
제 1 영역 내의 도펀트의 제 1 농도 대 제 2 영역 내의 도펀트의 제 2 농도의 비율이 변화될 수 있다. 제 1 영역 내의 도펀트의 제 1 농도 대 제 2 영역 내의 도펀트의 제 2 농도의 비율은, 예를 들면, 1:1보다 더 크거나; 적어도 약 1.2:1; 적어도 약 1.5:1; 적어도 약 1.7:1; 적어도 약 2:1; 또는 적어도 약 3:1일 수 있다. 제 1 영역 내의 도펀트의 제 1 농도 대 제 2 영역 내의 도펀트의 제 2 농도의 비율은, 예를 들면, 약 4:1 이하; 약 3.5:1 이하; 약 3:1 이하; 약 2:1 이하; 또는 약 1.5:1 이하일 수 있다. 일부 실시예에서, 제 1 영역 내의 도펀트의 제 1 농도 대 제 2 영역 내의 도펀트의 제 2 농도의 비율은 약 4:1 내지 1:1의 범위 내에 있을 수 있다.
제3 영역 내의 도펀트의 제 3 농도는 제 1 영역 내의 도펀트의 제 1 농도 미만일 수 있다. 일부 실시예에서, 제3 영역 내의 도펀트의 제 3 농도는 대략 제 2 영역 내의 도펀트의 제 2 농도와 동일하다. 일부 실시예에서, 제3 영역 내의 도펀트의 제 3 농도는 제 2 영역 내의 도펀트의 제 2 농도 미만이다. 일부 실시예에서, 제3 영역 내의 도펀트의 제 3 농도가 제 2 영역 내의 도펀트의 제 2 농도보다 더 클 수 있다. 일부 실시예에서, 제3 영역은 제 2 영역의 평균 입도 미만의 평균 입도를 가지며, 및 제3 영역 내의 도펀트의 제 3 농도는 제 2 영역 내의 도펀트의 제 2 농도 미만이다. 일부 실시예에서, 제3 영역은 제 2 영역의 평균 입도보다 더 큰 평균 입도를 가지며, 그리고 제3 영역 내의 도펀트의 제 3 농도가 제 2 영역 내의 도펀트의 제 2 농도보다 더 크다.
일부 실시예에서, 제3 영역 내의 도펀트의 제 3 농도는 약 0.2 at % 이하이다. 일부 실시예에서, 제3 영역 내의 도펀트의 제 3 농도는 약 0.1 at % 이하이다. 일부 실시예에서, 제3 영역 내의 도펀트의 제 3 농도는 약 0.05 at % 이하이다. 일부 실시예에서, 제3 영역 내의 도펀트의 제 3 농도는 적어도 약 0.001 at %이다. 일부 실시예에서, 제3 영역 내의 도펀트의 제 3 농도는 적어도 약 0.005 at %이다. 일부 실시예에서, 제3 영역 내의 도펀트의 제 3 농도는 적어도 약 0.01 at %이다. 일부 실시예에서, 제3 영역 내의 도펀트의 제 3 농도는 적어도 약 0.005 at %이다. 일부 실시예에서, 제3 영역 내의 도펀트의 제 3 농도는 약 0.001 at % 내지 약 0.2 at %의 범위 내이다.
제 1 영역 내의 도펀트의 제 1 농도 대 선택적인 제 3 영역 내의 도펀트의 제 3 농도의 비율이 변화될 수 있다. 제 1 영역 내의 도펀트의 제 1 농도 대 제3 영역 내의 도펀트의 제 3 농도의 비율은, 예를 들면, 1:1보다 크거나; 적어도 약 1.2:1; 적어도 약 1.5:1; 적어도 약 1.7:1; 적어도 약 2:1; 또는 적어도 약 3:1일 수 있다. 제 1 영역 내의 도펀트의 제 1 농도 대 제3 영역 내의 도펀트의 제 3 농도의 비율은, 예를 들면, 약 4:1 이하; 약 3.5:1 이하; 약 3:1 이하; 약 2:1 이하; 또는 약 1.5:1 이하일 수 있다. 일부 실시예에서, 제 1 영역 내의 도펀트의 제 1 농도 대 제3 영역 내의 도펀트의 제 3 농도의 비율이 약 4:1 내지 1:1일 수 있다.
제 2 영역에 대한 평균 입도보다 더 크기만 하면, 제 1 영역에 대한 평균 입도가 특별히 제한되지는 않는다. 제 1 영역에 대한 평균 입도는, 예를 들면, 적어도 약 5 μm; 적어도 약 10 μm; 적어도 약 20 μm; 적어도 약 30 μm; 적어도 약 40 μm; 적어도 약 50 μm; 또는 적어도 약 75 μm일 수 있다. 일부 실시예에서, 제 1 영역에 대한 평균 입도는, 예를 들면, 약 100 μm 이하; 약 75 μm 이하; 약 50 μm 이하; 약 40 μm 이하; 또는 약 30 μm 이하일 수 있다. 일부 실시예에서, 제 1 영역에 대한 평균 입도는 약 5 μm 내지 약 100 μm의 범위 내에 있을 수 있다. 일부 실시예에서, 제 1 영역에 대한 평균 입도는 약 10 μm 내지 약 80 μm의 범위 내에 있을 수 있다.
제 1 영역에 대한 평균 입도 미만이기만 하면, 제 2 영역에 대한 평균 입도가 특별히 제한되지는 않는다. 제 2 영역에 대한 평균 입도는, 예를 들면, 약 30 μm 이하; 약 20 μm 이하; 약 10 μm 이하; 또는 약 5 μm 이하일 수 있다. 제 2 영역에 대한 평균 입도는, 예를 들면, 적어도 약 1 μm; 적어도 약 5 μm; 적어도 약 10 μm; 또는 적어도 약 20 μm일 수 있다. 일부 실시예에서, 제 2 영역에 대한 평균 입도는 약 30 μm 이하일 수 있다. 일부 실시예에서, 제 2 영역에 대한 평균 입도는 약 1 μm 내지 약 30 μm의 범위 내에 있을 수 있다. 일부 실시예에서, 제 2 영역에 대한 평균 입도는 약 5 μm 내지 약 30 μm의 범위 내에 있을 수 있다.
제 1 영역에 대한 평균 입도 보다 작은 한, 선택적인 제 3 영역에 대한 평균 입도가 특별히 제한되지는 않는다. 제 3 영역에 대한 평균 입도는, 예를 들면, 약 30 μm 이하; 약 20 μm 이하; 약 10 μm 이하; 또는 약 5 μm 이하일 수 있다. 제 3 영역에 대한 평균 입도는, 예를 들면, 적어도 약 1 μm; 적어도 약 5 μm; 적어도 약 10 μm; 또는 적어도 약 20 μm일 수 있다. 일부 실시예에서, 제 3 영역에 대한 평균 입도는 약 30 μm 이하일 수 있다. 일부 실시예에서, 제 3 영역에 대한 평균 입도는 약 1 μm 내지 약 30 μm의 범위 내에 있을 수 있다. 일부 실시예에서, 제 3 영역에 대한 평균 입도는 약 5 μm 내지 약 30 μm의 범위 내에 있을 수 있다. 일부 실시예에서, 선택적인 제 3 영역의 평균 입도가 대략 제 2 영역의 평균 입도와 동일하다. 일부 실시예에서, 선택적인 제 3 영역의 평균 입도가 대략 제 2 영역의 평균 입도보다 더 크다. 일부 실시예에서, 선택적인 제 3 영역의 평균 입도가 제 2 영역의 평균 입도 미만이다.
이상에서 개시된 바와 같이, 본 명세서에 개시된 세라믹 본체의 하나의 이점은, 이들이 우수한 내부 양자 효율성을 나타낼 수 있다는 것이다. 일부 실시예에서, 세라믹 본체는 약 455 nm의 파장을 갖는 방사에 노출될 때 적어도 약 0.80의 내부 양자 효율(IQE)을 나타낼 수 있다. 일부 실시예에서, 세라믹 본체는 약 455 nm의 파장을 갖는 방사에 노출될 때 적어도 약 0.85의 내부 양자 효율(IQE)을 나타낼 수 있다. 일부 실시예에서, 세라믹 본체는 약 455 nm의 파장을 갖는 방사에 노출될 때 적어도 약 0.90의 내부 양자 효율(IQE)을 나타낼 수 있다.
방출 세라믹 제조 방법
본 명세서에 개시된 일부 실시예는 세라믹 본체, 예컨대 이상에서 개시된 세라믹 본체 중 임의의 세라믹 본체를 형성하는 방법을 포함한다. 방법은, 일부 실시예에서, 어셈블리를 소결하는 단계를 포함하며, 여기에서 어셈블리는 2개의 비-도핑 층들 사이에 개재된 도핑된 층을 포함한다.
세라믹 본체를 형성하기 위해 어셈블리를 소결하기 위한 다양한 방법들이 당업계에 공지되어 있다. 예를 들면, 2 이상 캐스트 테이프가 미국 특허 번호 7,514,721, 미국 공보 번호 2009/0108507, 미국 출원 번호 61/446,346, 및 미국 출원 번호 13/306,797의 개시내용에 따라 적층되고 소결될 수 있다. 다른 예로서, 세라믹 본체가, 미국 공보 번호 2009/0212697 및 미국 출원 번호 61/315,763에 개시된 바와 같이, 포스포르 혼합물을 소결하고 몰딩함으로써 준비될 수 있다.
도 3a 및 도 3b는 본 명세서에 개시된 방법에 따라 소결될 수 있는 어셈블리의 실시예를 예시한다. 도 3a는 제 1 비-도핑 층(320) 및 제 2 비-도핑 층(330) 사이에 개재된 도핑된 층(310)을 갖는 어셈블리(300)의 측면도이다. 도 3b는 어셈블리(300)의 투시도를 도시한다. 어셈블리(300)는, 예를 들면, 제 1 영역, 제 2 영역, 및 제3 영역(예를 들면, 도 2a 및 도 2b에 묘사된 바와 같은)을 갖는 세라믹 본체를 획득하기 위하여 적절한 조건들 하에서 구성되고 소결될 수 있다.
어셈블리의 도핑된 층은 호스트 재료, 호스트 재료 전구체, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 호스트 재료는 세라믹 본체에 대해 이상에서 설명된 이러한 물질 중 임의의 물질일 수 있다. 예를 들면, 호스트 재료는 이트륨 알루미늄 석류석일 수 있다. 호스트 재료 전구체는 프로세스 동안(예를 들면, 소결 동안) 호스트 재료를 형성할 임의의 성분들일 수 있다. 예로서, 이트륨 알루미늄 석류석 전구체는 소결 동안 이트륨 알루미늄 석류석을 형성하는 3:5의 화학양론 비율의 Y2O3 및 Al2O3의 혼합물 일 수 있다. 일부 실시예에서, 도핑된 층은 적어도 약 50% 호스트 재료 및/또는 그 동등량의 전구체를 포함한다. 일부 실시예에서, 도핑된 층은 적어도 약 80% 호스트 재료 및/또는 그 동등량의 전구체를 포함한다. 일부 실시예에서, 도핑된 층은 적어도 약 90% 호스트 재료 및/또는 그 동등량의 전구체를 포함한다. 일부 실시예에서, 도핑된 층은 본질적으로 호스트 재료 및 원하는 도펀트로 구성된다.
도핑된 층은 또한 도펀트, 예컨대 Nd, Er, Eu, Cr, Yb, Sm, Tb, Ce, Pr, Dy, Ho, Lu 및 이들의 조합을 포함한다. 일부 실시예에서, 도펀트는 Ce이다. 도핑된 층 내의 도펀트의 양은 소결이 완료된 후 방출 세라믹 상에 발광을 부여하기에 효과적인 양일 수 있다. 일부 실시예에서, 도핑된 층은 약 0.1 at % 내지 약 10 at %의 도펀트를 포함한다. 도핑된 층은, 예를 들면, 적어도 약 0.5 at %; 적어도 약 1 at %; 적어도 약 1.5 at %; 또는 적어도 약 2 at %의 도펀트를 포함한다. 도핑된 층은, 예를 들면, 약 5 at % 이하; 약 4 at % 이하; 약 3.5 at % 이하; 약 3 at % 이하의 도펀트; 약 2 at % 이하의 도펀트; 약 1.5 at % 이하의 도펀트; 또는 약 1 at % 이하의 도펀트를 포함할 수 있다. 도핑된 층, 예를 들면, 적어도 약 0.01 at %; 적어도 약 0.05 at %; 적어도 약 0.1 at %; 적어도 약 0.5 at %; 또는 적어도 약 1 at %를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 도핑된 층은 전반적으로 균일한 분포의 도펀트를 포함한다.
어셈블리 내의 비-도핑 층들이 또한 호스트 재료, 호스트 재료 전구체, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 비-도핑 층들 내의 호스트 재료는 도핑된 층 내의 호스트 재료와 동일하거나 또는 상이할 수 있다. 일부 실시예에서, 호스트 재료는 이트륨 알루미늄 석류석이다. 일부 실시예에서, 비-도핑 층은 적어도 약 50% 호스트 재료 및/또는 그 동등량의 전구체를 포함한다. 일부 실시예에서, 비-도핑 층은 적어도 약 80% 호스트 재료 및/또는 그 동등량의 전구체를 포함한다. 일부 실시예에서, 비-도핑 층은 적어도 약 90% 호스트 재료 및/또는 그 동등량의 전구체를 포함한다. 일부 실시예에서, 비-도핑 층은 본질적으로 호스트 재료 및/또는 그 동등량의 전구체로 구성된다. 그러나, 비-도핑 층들은 실질적으로 도펀트에서 자유로울 수 있다. 일부 실시예에서, 비-도핑 층들은 방출 세라믹 상에 발광을 부여하기에 비효과적인 도펀트의 양을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 비-도핑 층들은 약 0.05 at % 미만의 도펀트를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 비-도핑 층들은 약 0.01 at % 미만의 도펀트. 일부 실시예에서, 비-도핑 층들은 약 0.001 at % 미만의 도펀트를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 도핑된 층 및 비-도핑 층들의 상대 두께가 세라믹 본체의 상이한 영역 내의 도펀트의 분포에 영향을 줄 수 있다. 예를 들면, 더 얇은 도핑된 층의 경우에 있어, 도핑된 층 내의 도펀트가 인접 비-도핑 층들 내로 확산할 수 있으며, 이는 최대 도펀트 농도를 감소시킨다.
일부 실시예에서, 도핑된 층은 도핑된 층 내의 초기 도펀트 농도의 감소를 가능하게 하도록 구성된 두께를 갖는다. 일부 실시예에서, 도핑된 층은 소결 동안 도핑된 층으로부터 비-발광층(들) 또는 비-도핑 층(들) 내로의 확산을 가능하게 하도록 구성된 두께를 갖는다. 일부 실시예에서, 도핑된 층은 약 10 μm 내지 약 400 μm 범위 내의 두께를 갖는다. 일부 실시예에서, 도핑된 층은 약 40 μm 내지 약 200 μm 범위 내의 두께를 갖는다. 도핑된 층은, 예를 들면, 적어도 약 20 μm; 적어도 약 30 μm; 적어도 약 40 μm; 적어도 약 50 μm; 적어도 약 100 μm; 적어도 약 150 μm; 또는 적어도 약 200 μm인 두께를 가질 수 있다. 도핑된 층은 또한, 예를 들면, 약 400 μm 이하; 약 300 μm 이하; 약 250 μm 이하; 약 200 μm 이하; 약 150 μm 이하; 약 120 μm 이하; 약 100 μm 이하; 약 80 μm 이하; 또는 약 70 μm 이하인 두께를 가질 수 있다.
비-도핑 층들 각각은 독립적으로 약 40 μm 내지 약 800 μm의 범위 내의 두께를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 비-도핑 층들 각각은 독립적으로 약 40 μm 내지 약 400 μm의 범위 내의 두께를 가질 수 있다. 비-도핑 층들은 예를 들면, 각각 독립적으로 적어도 약 40 μm; 적어도 약 80 μm; 적어도 약 100 μm; 또는 적어도 약 200 μm인 두께를 가질 수 있다. 비-도핑 층들은, 예를 들면, 각각 독립적으로 약 400 μm 이하; 약 300 μm 이하; 약 250 μm 이하; 약 200 μm 이하; 약 150 μm 이하인 두께를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 적어도 하나의 비-도핑 층(예를 들면, 하나의 또는 2개의 비-도핑 층들)은 도핑된 층의 두께와 동일하거나 또는 그 미만일 수 있다. 일부 실시예에서, 적어도 하나의 비-도핑 층(예를 들면, 하나의 또는 2개의 비-도핑 층들)은 도핑된 층의 두께와 동일하거나 또는 그보다 크다.
어셈블리는 본질적으로 도핑된 층 및 2개의 비-도핑 층들로 구성될 수 있다(예를 들면, 도 3a 및 도 3b의 어셈블리(300)). 환언하면, 어셈블리는 도핑된 층 및 2개의 비-도핑 층들을 포함하지만, 방출 영역을 형성하는 임의의 다른 층들을 배제한다. 제 1 및 제 2 비-도핑 층들은 각각 독립적으로 임의의 두께, 예컨대 이상에서 개시된 두께들을 갖는다. 예를 들면, 제 1 비-도핑 층이 약 40 μm 내지 약 400 μm의 범위 내의 두께를 가질 수 있고, 제 2 비-도핑 층은 약 40 μm 내지 약 400 μm의 범위 내의 두께를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 제 1 비-도핑 층이 도핑된 층보다 더 두껍다. 일부 실시예에서, 제 2 비-도핑 층이 도핑된 층보다 더 두껍다. 일부 실시예에서, 제 1 및 제 2 비-도핑 층들 둘 모두가 도핑된 층보다 더 두껍다. 일부 실시예에서, 제 1 및 제 2 비-도핑 층들이 상이한 두께를 갖는다. 일부 실시예에서, 제 1 및 제 2 비-도핑 층들이 대락 동일한 두께를 갖는다.
어셈블리의 총 두께가 특별히 제한되지는 않는다. 일부 실시예에서, 어셈블리는 약 10 μm 및 1 mm의 범위 내의 두께를 가질 수 있다. 어셈블리는, 예를 들면, 적어도 약 10 μm; 적어도 약 50 μm; 적어도 약 100 μm; 적어도 약 200 μm; 또는 적어도 약 250 μm의 두께를 가질 수 있다. 어셈블리는, 예를 들면, 약 1 mm 이하; 약 800 μm 이하; 약 600 μm 이하; 약 400 μm 이하; 또는 약 300 μm 이하의 두께를 가질 수 있다.
도 4는 적층을 포함하는 방출 세라믹의 형성의 하나의 실시예를 위한 준비 흐름도를 도시한다. 먼저, 원료(예를 들면, 니트레이트 또는 옥사이드 기반 원료, 예컨대 YAG를 형성하기 위한 Y2O3 및 Al2O3)의 입자 크기가 용매의 증발 동안 모세관력으로부터 캐스트 테이프 내의 크래킹(cracking)을 감소시키기 위해 선택적으로 조정될 수 있다. 예를 들면, 입자 크기는 원하는 입자 크기를 획득하기 위하여 원료 입자를 전-어닐링(pre-annealing)함으로써 조정될 수 있다. 원료 입자는 원하는 입자 크기를 획득하기 위하여 약 800℃ 내지 약 1800℃(또는 더 바람직하게는 1000℃ 내지 약 1500℃)의 온도 범위에서 전-어닐링될 수 있다. 전-어닐링은 진공, 공기, O2, H2, H2/N2, 또는 비활성 가스(예를 들면, He, Ar, Kr, Xe, Rn, 또는 이들의 조합)에서 일어날 수 있다. 실시예에서, 각각의 원료(예를 들면, YAG를 형성하기 위한 Y2O3 및 Al2O3)가 대략 동일한 입자 크기가 되도록 조정된다. 다른 실시예에서, 입자는 약 0.5 m2/g 내지 약 20 m2/g, 약 1.0 m2/g 내지 약 10 m2/g, 또는 약 3.0 m2/g 내지 약 6.0 m2/g의 범위 내의 BET 표면적을 갖는다.
그 뒤, 슬러리가 이후의 테이프로의 캐스팅을 위해 준비될 수 있다. 미리 만들어진 포스포르(예를 들면, 본원에 설명된 유동 기반 열화학 합성 경로에 의해 준비된 포스포르) 및/또는 원료의 화학양론 양이 혼합물을 형성하기 위하여 다양한 성분들과 함께 상호혼합될 수 있다. 혼합물을 위한 성분들의 예들은, 비제한적으로, 도펀트, 분산제, 가소제, 결합제, 소결 조제 및 용매를 포함한다.
일부 실시예에서, 희망되는 경우, 어셈블리의 소결 특성들을 개선하기 위하여 작은 양의 플럭스(flux) 재료(예를 들면, 소결 조제(sintering aid))가 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 소결 조제는, 비제한적으로, 테트라에틸 오르토실리케이트(TEOS), 콜로이드 실리카, 리튬 옥사이드, 산화티타늄, 지르코늄 옥사이드, 마그네슘 옥사이드, 바륨 옥사이드, 칼슘 옥사이드, 스트론튬 옥사이드, 산화붕소, 또는 칼슘 플루오라이드를 포함할 수 있다. 추가의 소결 조제는, 비제한적으로, 알칼리 금속 할라이드 예컨대 NaCl 또는 KCl, 및 유기 화합물 예컨대 우레아를 포함한다. 일부 실시예에서, 어셈블리는 약 0.01 중량 % 및 약 5 중량 % 사이, 약 0.05 중량 % 및 약 5 중량 % 사이, 약 0.1 중량 % 및 약 4 중량 % 사이, 또는 약 0.3 중량 % 및 약 1 중량 % 사이의 플럭스 재료 또는 소결 조제를 포함한다. 소결 조제는 원료와 상호혼합될 수 있다. 예를 들면, 일부 실시예에서, 테트라에틸 오르토실리케이트(tetraethyl orthosilicate: TEOS)가 원하는 양의 소결 조제를 제공하기 위해 원료에 부가될 수 있다. 일 실시예에서, 약 0.05 중량 % 내지 약 5 중량 %의 TEOS가 어셈블리 내에 제공된다. 일부 실시예에서, TEOS의 양은 약 0.3 중량 % 및 약 1 중량 % 사이일 수 있다.
일부 실시예에서, 유리전이 온도를 감소시키기 위해서 및/또는 세라믹의 가요성을 개선하기 위해서, 다양한 가소제가 또한 포함될 수 있다. 가소제의 비-제한적인 예는 디카복실/트리카복실 에스테르-기반 가소제, 예컨대 비스(2-에틸헥실) 프탈레이트, 디이소노닐 프탈레이트, 비스(n-부틸)프탈레이트, 부틸 벤질 프탈레이트, 디이소데실 프탈레이트, 디-n-옥틸 프탈레이트, 디이소옥틸 프탈레이트, 디에틸 프탈레이트, 디이소부틸 프탈레이트, 및 디-n-헥실 프탈레이트; 아디페이트-기반 가소제, 예컨대 비스(2-에틸헥실)아디페이트, 디메틸 아디페이트, 모노메틸 아디페이트, 및 디옥틸 아디페이트; 세바케이트-기반 가소제, 예컨대 디부틸 세바케이트, 및 말레에이트; 디부틸 말레에이트; 디이소부틸 말레에이트; 폴리알킬렌 글리콜 예컨대 폴리에틸렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜, 및 그의 코폴리머; 벤조에이트; 에폭시화된 식물성 오일; 설폰아미드, 예컨대 N-에틸 톨루엔 설폰아미드, N-(2-하이드록시프로필)벤젠 설폰아미드, 및 N-(n-부틸)벤젠 설폰아미드; 오르가노포스페이트, 예컨대 트리크레실 포스페이트, 트리부틸 포스페이트; 글리콜/폴리에테르, 예컨대 트리에틸렌 글리콜 디헥사노에이트, 테트라에틸렌 글리콜 디헵타노에이트; 알킬 시트레이트, 예컨대 트리에틸 시트레이트, 아세틸 트리에틸 시트레이트, 트리부틸 시트레이트, 아세틸 트리부틸 시트레이트, 트리옥틸 시트레이트, 아세틸 트리옥틸 시트레이트, 트리헥실 시트레이트, 아세틸 트리헥실 시트레이트, 부티릴 트리헥실 시트레이트, 및 트리메틸 시트레이트; 알킬 설폰산 페닐 에스테르; 및 그의 혼합물을 포함한다.
일부 실시예에서, 때로 결합제 수지 및 용매를 원료 분말에 부가함으로써 프로세스가 더 용이해질 수 있다. 결합제는 복합물을 형성하기 위해 가열되는 조성물의 입자의 부착을 개선하는 임의의 물질이다. 결합제의 일부 비-제한적인 예는 폴리비닐 알코올, 폴리비닐 아세테이트, 폴리비닐 클로라이드, 폴리비닐 부티랄, 폴리스티렌, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐 아세테이트, 및 폴리비닐 부티레이트, 등을 포함한다. 전부가 아니 일부의 상황들에 있어, 소결 단계 동안, 결합제가 전구체 혼합물로부터 완전히 제거되거나 또는 소거될 수 있도록 결합제가 충분히 휘발성인 것이 유용할 수 있다. 사용될 수 있는 용매는, 비제한적으로 물, 저급 알칸올 예컨대 비제한적으로 변성된 에탄올, 메탄올, 이소프로필 알코올 및 그의 혼합물, 바람직하게는 변성된 에탄올, 자일렌, 사이클로헥사논, 아세톤, 톨루엔 및 메틸 에틸 케톤, 및 그의 혼합물을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 용매는 자일렌 및 에탄올의 혼합물이다.
일부 실시예에서, 분산제는 플로운(Flowen), 물고기 오일, 장쇄 폴리머, 스테아르산, 산화된 멘헤이든 물고기 오일, 디카복실산 예컨데 석신산, 오르비탄 모노올레에이트, 에탄디오산, 프로판디오산, 펜탄디오산, 헥산디오산, 헵탄디오산, 옥탄디오산, 노난디오산, 데칸디오산, o-프탈산, p-프탈산 및 그의 혼합물일 수 있다.
혼합물은 그 뒤 예를 들면, 약 0.5 시간(hrs) 내지 약 100 시간(바람직하게는 약 6 시간 내지 약 48 시간, 또는 더 바람직하게는 약 12 시간 내지 약 24 시간)의 범위 내의 기간 동안 혼합물을 볼 밀링(ball milling)함으로써, 슬러리를 형성하기 위한 분쇄를 겪을 수 있다. 볼 밀링은 혼합물 내에 상호혼합된 성분들이 아닌 물질을 포함하는 밀링 볼(예를 들면, YAG 를 형성하는 혼합물에 대해 밀링 볼이 ZrO2일 수 있다)을 사용할 수 있다. 실시예에서, 볼 밀링은 여과 또는 분리(isolation)의 다른 공지된 방법들에 의해 시간 기간 후 밀링 볼을 분리하는 것을 포함한다. 일부 실시예에서, 슬러리는 약 10 cP 내지 약 5000 cP(바람직하게는 약 100 cP 내지 약 3000 cP, 또는 더 바람직하게는 약 400 cP 내지 1000 cP)의 범위 내의 점도를 갖는다.
세번째로, 슬러리가 테이프를 형성하기 위해 릴리징 기판(releasing substrate)(예를 들면, 실리콘 코팅된 폴리에틸렌 테라프탈레이트 기판) 상에 캐스팅될 수 있다. 예를 들면, 슬러리는 테이프를 형성하기 위해 닥터 블레이드(doctor blade)를 사용하여 이동 운반체 상에 캐스팅되고 건조될 수 있다. 캐스트 테이프의 두께는 닥터 블레이드와 이동 운반체 사이의 간극(gap)을 변경함으로써 조정될 수 있다. 일부 실시예에서, 닥터 블레이드와 이동 운반체 사이의 간극은 약 0.125 mm 내지 약 1.25 mm, 약 0.25 mm 내지 약 1.00 mm, 또는 약 0.375 mm 내지 약 0.75 mm의 범위 내에 있다. 그 동안에, 이동 운반체의 속도는 약 10 cm/분 내지 약 150 cm/분, 30 cm/분 내지 약 100 cm/분, 또는 약 40 cm/분 내지 약 60 cm/분의 범위 내의 레이트(rate)를 가질 수 있다. 이동 운반체 속도 및 닥터 블레이드와 이동 운반체 사이의 간극을 조정함으로써, 테이프가 약 20 μm 내지 약 300 μm 사이의 두께를 가질 수 있다. 테이프는 캐스팅 후 선택적으로 원하는 형상으로 커팅될 수 있다.
2개 이상의 테이프가 어셈블리를 형성하기 위해 적층될 수 있다. 적층 단계는 2개 이상의 테이프를 적층하는 단계(예를 들면, 2개 내지 100개의 테이프가 적층된다) 및 적층된 테이프가 가열 및 단일축 압력(예를 들면, 테이프 표면에 수직인 압력)을 겪게 하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들면, 적층된 테이프가 테이프 내에 내포된 결합제의 유리전이 온도(Tg) 이상으로 가열되고, 금속 다이를 사용하여 단일축으로 압축될 수 있다. 일부 실시예에서, 단일축 압력은 약 1 내지 약 500 Mpa 또는 약 30 MPa 내지 약 60 Mpa의 범위 내에 있다. 일부 실시예에서, 열 및 압력이 약 1 분 내지 약 60 분, 약 15 분 내지 약 45 분, 또는 약 30 분의 범위 내의 기간 동안 인가된다. 적층 단계는 선택적으로, 예를 들어, 형상화된 다이들을 사용함으로써 어셈블리 내에 다양한 형상들(예를 들어, 구멍들 또는 기둥들) 또는 패턴들을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
적층된 테이프가 원하는 어셈블리 배치 및 층 두께를 얻기 위해 배열될 수 있다. 예를 들면, 테이프가 도 3a 및 도 3b에 예시된 구성을 획득하기 위해 적층될 수 있다. 도핑된 층 및 하나 이상의 비-도핑 층들의 두께가 어셈블리 내의 테이프들의 수를 변경함으로써 수정될 수 있다. 예를 들면, 더 두꺼운 비-도핑 층을 획득하기 위하여, 테이프의 추가 층들이 어셈블리에 부가될 수 있다.
소결 이전에, 선택적인 분리 프로세스가 완료될 수 있다. 분리 프로세스는 어셈블리 내의 유기 성분들의 적어도 일부를 분해하는 단계를 포함한다(예를 들면, 어셈블리 내의 결합제 및 가소제를 휘발시킨다). 예로서, 어셈블리가 약 300℃ 내지 약 1200℃, 약 500℃ 내지 약 1000℃, 또는 약 800℃의 범위 내의 온도까지, 약 0.1 ℃/분 내지 약 10 ℃/분, 약 0.3 ℃/분 내지 약 5 ℃/분, 또는 약 0.5 ℃/분 내지 약 1.5 ℃/분의 레이트로 공기 중에서 가열될 수 있다. 가열 단계는 또한 약 30 분 내지 약 300 분의 범위 내의 기간 동안 온도를 유지하는 단계를 포함할 수 있으며, 이는 어셈블리의 두께에 기초하여 선택될 수 있다.
본 명세서에 개시된 방법은 세라믹 본체를 획득하기 위해 어셈블리를 소결하는 단계를 포함할 수 있다. 본원의 교시에 의해 안내받는 당업자는 방출 세라믹 예컨대 본 명세서에 개시된 제 1 영역 및 제 2 영역을 갖는 방출 세라믹을 획득하기 위해 어셈블리 및 소결을 위한 조건들에 대한 적절한 구성들을 선택할 수 있다.
임의의 특정한 이론에 묶이지 않고, 본 명세서에 개시된 프로세스들이 도펀트가 도핑된 층을 벗어나 비-도핑 층 내로 확산하게 한다고 믿어진다. 소결 조건들 및 어셈블리 배치에 기초하여, 세라믹 본체 내의 도펀트의 프로파일이 수정될 수 있다. 유사하게, 소결 조건들이 세라믹 본체 내의 그레인(grain) 경계들의 크기 및 분포에 영향을 줄 수 있다.
특히, 어셈블리 준비 동안 사용된 프로세스 인자들 중 일부가 최종 세라믹 본체 내의 입도 및 분포를 제어하거나 또는 조정하기 위하여 응용될 수 있다. 이들 인자들은 개시 분말 크기, 소결 온도, 압력 및 시간을 포함한다. 더 구체적으로, 둘 모두의 영역 내의 더 큰 평균 입도를 획득하기 위하여, 더 작은 개시 분말 크기, 더 높은 소결 온도 및 진공, 및 연장된 소결 시간이 바람직하다. 예를 들면, 세라믹 본체는 소결하는 단계가 고온(예를 들면, 1700℃)을 포함할 때 세라믹 본체의 코어에 비하여 그 표면 근처에서 더 작은 그레인 경계를 포함할 수 있다. 이에 더하여, 입도 분포가 또한 적층 구조 예컨대 도핑된 층 및 비-도핑 층들의 두께의 응용에 의해 제어될 수 있다.
어셈블리는 진공, 공기, O2, H2, H2/N2, 또는 비활성 가스(예를 들면, He, Ar, Kr, Xe, Rn, 또는 이들의 조합) 중에서, 약 1200℃ 내지 약 1950℃, 약 1300℃ 내지 약 1900℃, 약 1350℃ 내지 약 1850℃, 또는 약 1500℃ 내지 약 1800℃의 범위 내의 온도로, 약 1 시간 내지 약 20 시간, 약 2 시간 내지 약 10 시간, 또는 약 2 시간 내지 약 5 시간의 범위 내의 기간 동안 소결될 수 있다. 일부 실시예에서, 분리 및 소결 프로세스들이 단일 단계에서 완료된다.
어셈블리는 어셈블리의 뒤틀림(예를 들면, 랩핑(warping), 캠버링(cambering), 굽음(bending), 등)을 감소시키기 위해 가열 단계 동안 커버 플레이트들 사이에 샌드위치될 수 있다. 커버 플레이트는 가열 단계 동안 인가되는 온도 이상의 용융점을 갖는 물질을 포함할 수 있다. 게다가, 커버 플레이트는 커버 플레이트를 통해 휘발된 성분들의 수송을 허용하기에 충분한 다공성일 수 있다. 예로서, 커버 플레이트는 약 40%의 공극률을 갖는 지르코늄일 수 있다.
세라믹 본체를 사용하는 방법들 및 조명 장치들
일부 실시예는 광원 및 광원에 의해 방출된 방사의 적어도 일부를 수용하도록 구성된 세라믹 본체를 갖는 조명 장치를 제공한다. 세라믹 본체는 제 1 영역 및 제 2 영역, 예컨대 이상에서 개시된 세라믹 본체 중 임의의 것일 수 있다.
광원은, 일부 실시예에서, 청색 방사를 방출하도록 구성될 수 있다. 청색 방사는, 예를 들면, 약 360 nm 및 약 500 nm 사이의 피크 방출의 파장을 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 광원은 약 450 nm 및 약 500 nm 사이의 피크 방출의 파장을 갖는 방사를 방출한다. 일부 실시예는 반도체 LED인 광원을 포함한다. 예로서, 광원은 전원에 연결된 AlInGaN-기반 단일 결정 반도체 물질일 수 있다.
도 5는 본 명세서에 개시된 세라믹 본체 중 하나 이상을 포함할 수 있는 조명 장치의 예이다. 조명 장치(500)는 서브마운트(510) 및 광원(515), 예컨대, 그 위에 장착된 종래의 기초(base) LED를 포함한다. 광원(515)은 광원(515)으로부터 방출된 광의 적어도 일부를 수용하는 세라믹 본체(530)에 인접한다. 선택적인 봉지재 수지(525)가 광원(515) 및 세라믹 본체(530) 위에 위치된다. 세라믹 본체(530)는 본원에 개시된 세라믹 본체 중 임의의 세라믹 본체를 포함할 수 있다.
LED를 포함하는 디바이스가 예로서 설명되고 사용되었지만, 이들 LED는 단지 본원의 일부 실시예만을 나타낸다. 소결된 세라믹 플레이트들을 포함하기 위한 다른 적절한 광학 기기는, 비제한적으로, OLED 및 IEL을 포함한다.
또한 본원에 개시된 세라믹 본체 중 임의의 세라믹 본체를 청색 방사에 노출시키는 단계를 포함하는 광을 생성하는 방법이 본 명세서에 개시된다. 청색 방사는, 예를 들면, 약 360 nm 및 약 500 nm 사이의 피크 방출의 파장을 갖는다. 일부 실시예에서, 청색 방사는 약 450 nm 및 약 500 nm 사이의 피크 방출의 파장을 갖는다.
실시예들
추가적인 실시예들이 다음의 실시예들에서 더 상세히 개시되며, 이들은 어떤 식으로든 청구항의 범위를 제한하도록 의도되지 않는다.
실시예 1
(a) (Y0 .99Ce0 .01)3Al5O12 고체 상태 반응 분말: 4.6 m2/g의 BET 표면적을 갖는 2.817 g의 Y2O3 분말(99.99%, Nippon Yttrium Company Ltd.), 5.6 m2/g의 BET 표면적을 갖는 2.141 g의 Al2O3 분말(99.99%, 등급 AKP-30, Sumitomo Chemicals Company Ltd.), 및 0.109 g의 세륨(III) 니트레이트 헥사히드레이트(99.99% 순도, Sigma-Aldrich)가 가열 동안(예를 들면, 소결 동안) (Y0.99Ce0.01)3Al5O12을 형성하기 위해 전구체로서 사용되었다.
(b) Y3Al5O12 고체 상태 반응 분말: 4.6 m2/g의 BET 표면적을 갖는 2.853 g의 Y2O3 분말(99.99%, Nippon Yttrium Company Ltd.), 5.6 m2/g의 BET 표면적을 갖는 2.147 g의 Al2O3 분말(99.99%, 등급 AKP-30, Sumitomo Chemicals Company Ltd.)이 가열 동안(예를 들면, 소결 동안) (Y0 .99Ce0 .01)3Al5O12을 형성하기 위한 Y3Al5O12을 형성하기 위해 전구체로서 사용되었다.
(c) 어셈블리를 형성하는 단계: 50 ml 고순도 Al2O3 볼 밀 병(jar)이 3mm 직경의 20g의 Y2O3 안정화 ZrO2 볼(Y2O3 stabilized ZrO2 ball)들로 충진되었다. 그 다음 5 g의 이상에서 준비된 SSR 분말 혼합물들 중 하나, 0.10 g의 분산제(Flowlen G-700. Kyoeisha), 0.35 g의 폴리(비닐 부티랄-코-비닐 알코올-코-비닐 아세테이트)(Aldrich), 0.175 g의 벤질 n-부틸 프탈레이트(98%, Alfa Aesar) 및 0.175 g의 폴리에틸렌 글리콜(Mn=400, Aldrich), 소결 조제로서 0.025 g의 테트라에틸 오르토실리케이트 (Fluka), 1.583 g의 자일렌(Fisher Scientific, 실험실 등급) 및 1.583 g의 에탄올(Fisher Scientific, 시약 알코올)이 병 내에 부가되었다. 혼합물을 24 시간 동안 볼 밀링함으로써 슬러리가 생성되었다.
볼 밀링의 완료 후, 슬러리가 주사기를 사용하여 0.05 mm의 공극 크기를 갖는 금속 스크린 필터를 통해 통과되었다. 수득된 슬러리가 릴리징 기판, 예를 들면, 실리콘 코팅된 Mylar® 캐리어 기판(Tape Casting Warehouse) 상에 조정가능한 필름 어플리케이터(Paul N. Gardner Company, Inc.)를 이용하여 30 cm/분의 캐스팅 레이트로 캐스팅되었다. 필름 어플리케이터 상의 블레이드 간극이 원하는 두께를 획득하도록 설정되었다. 각각의 캐스트 테이프가 녹색 시트를 생성하기 위해 밤새 동안 주위 대기에서 건조되었다.
SSR(Y0 .99Ce0 .01)3Al5O12 또는 Y3Al5O12 분말을 포함하는 건조된 캐스트 테이프가 금속 펀처를 사용하여 13mm 직경을 갖는 원형 형상으로 커팅되었다. 하나의 적층내에서, 5 조각의 SSR(Y0 .99Ce0 .01)3Al5O12 (1.0 at% Ce) 컷 캐스트 테이프(각기 40 μm)가 각각의 면 상에 계층화된(layered) 2 조각의 SSR YAG 컷 캐스트 테이프(각각 조각에 대해 100 μm)를 가졌다. 계층화된 복합물은 거울-광택형(mirror-polished) 표면을 갖는 원형 다이들 사이에 위치되며, 핫 플레이트 상에서 80℃까지 가열되고, 그 후 약 5분 동안 5 톤의 단일축 압력으로 유압 프레스 기계를 사용하여 압축되었다. 최종 어셈블리는 도 6에 묘사된 바와 같이 2개의 비-도핑 층들 사이에 개재된 도핑된 층을 가졌다.
(d) 소결: 어셈블리가 ZrO2 커버 플레이트들(1mm 두께, 등급 42510-X, ESL Electroscience Inc.) 사이에 샌드위치되었으며, 5 mm 두께를 갖는 Al2O3 플레이트 상에 위치되었다. 그 후 어셈블리는 튜브 노 내에서 공기 중에서 0.5℃/분의 레이트로 800℃까지 가열되고, 어셈블리로부터 유기 성분들을 제거하기 위하여 2 시간 동안 유지되었다.
분리 후, 어셈블리는, 비제한적으로 비결정성 이트륨 옥사이드, YAP, YAM 또는 Y2O3 및 Al2O3을 포함하는 층들 내의 YAG 비-석류석 상(phase)들로부터 이트륨 알루미늄 석류석(YAG) 상으로의 전환을 완료하기 위하여, 그리고 YAG 입도를 증가시키기 위하여, 10-1 Torr의 진공에서 1500℃로 5시간 동안 1℃/분의 가열 레이트로 어닐링된다.
제 1 어닐링 다음에, 어셈블리는 투명한/반투명한 YAG 세라믹 시트를 생성하기 위하여, 10-3 Torr의 진공에서 1700℃에서 5 시간 동안 5℃/분의 가열 레이트로 및 10℃/분의 냉각 레이트로 실온까지 추가로 소결되었다. 적층된 녹색 시트가 그래파이트 가열기를 이용하여 노 내에서 어닐링될 때, 강하게 감소하는 대기(atmosphere)에 기인하여 샘플들이 구성요소 금속들로 부분적으로 감소되는 것을 방지하기 위하여 어셈블리가 1 μm 내지 5 μm의 희생 YAG 분말 내에 내장되었다. 갈색을 띤 소결된 세라믹 본체가 진공 대기에서 1400℃로 2 시간 동안 각기 10℃/분 및 20℃/분의 가열 레이트 및 냉각 레이트로 노 내에서 재산화되었다. 세라믹 본체는 800 nm에서 70%보다 더 큰 투과율을 보였다.
(d) 광학적 성능 측정: 각각의 세라믹 시트가 다이서(dicer)(MTI, EC400)를 사용하여 2mm X 2mm로 다이싱되었다. 광학적 측정이 Otsuka Electronics MCPD 7000 다중 채널 광검출기 시스템과 함께 필요한 광학적 구성요소들, 예컨대, 광 섬유(Otsuka Electronics), 12 인치 직경의 적분구(Gamma Scientific, GS0IS12-TLS), 총 플럭스 측정을 위해 구성된 보정 광원(Gamma Scientific, GS-IS12-OP1), 및 여기 광원(Cree 청색-LED chip, 지배적인 파장 455nm, C455EZ1000-S2001)을 사용하여 수행되었다.
이상에서 개시된 방법에 따라 준비된 세라믹 본체가 455nm의 피크 파장 및 약 1.45의 굴절률을 갖는 아크릴 렌즈를 갖는 발광 다이오드(LED) 상에 위치되었다. 세라믹 본체를 갖는 LED가 적분구 내부에 준비되었다. 세라믹 본체가 100 mA의 구동 전류로 LED에 의해 조사되었다. 세라믹 본체를 갖는 청색 LED의 광학적 방사가 기록되었다. 그 다음, LED로부터 세라믹 본체가 제거되고, 아크릴 렌즈를 갖는 청색 LED만에 대한 방사가 측정되었다. IQE가 도 7에 도시된 바와 같이 청색 LED만으로부터의 그리고 청색 LED/세라믹 본체 조합으로부터의 방사 차이의 적분에 의해 계산되었다. 실시예 1에 따른 세라믹 본체는 약 93의 IQE를 나타내었다.
도 8a 내지 도 8c는, 좌측 에지 영역, 중간 영역 및 우측 에지 영역을 포함하는, 실시예 1의 방법에 따라 준비된 세라믹 본체의 단면의 후방산란형 전자 모드 주사 전자 현미경검사(SEM-BSE) 이미지를 도시한다. 도 8a 내지 도 8c에 표시된 바와 같이, 양쪽 에지들 상의 입도가 중간 영역의 입도와 비교하여 더 작았다. 그리고 더 작은 입도를 갖는 영역의 두께가 약 40 μm였다. ~40 μm 범위 밖에서, 다른 영역 내의 입도가 훨씬 컸으며 상당히 균일하였다.
도 9는 실시예 1의 방법에 따라 준비된 세라믹 본체의 비과시간(Time-Of-Flight) 2차 이온 질량 분광계(TOF SIMS) 분석을 도시한다. 이들 결과들은 세라믹 본체의 단면을 따른 원소 농도 프로파일을 도시한다. 원소 농도 프로파일에서 Ce 확산이 관찰되었으며, 세라믹 본체의 표면- 더 작은 평균 입도를 포함한 -에 위치된 Ce 이온들의 양이 다른 영역들에 비해 유의미하게 작았다. 본 실시예에 있어, 더 작은 입도 영역 내의 Ce3 +의 농도가 더 큰 입도 영역 내의 Ce3 +의 피크 농도의 약 1/4이다.
비교 실시예 1
실시예 1로부터의 5 조각의 SSR(Y0 .99Ce0 .01)3Al5O12 (1.0 at% Ce) 컷 캐스트 테이프가 약 200 μm의 총 두께를 갖는 어셈블리를 획득하기 위해 함께 계층화되었다. 어셈블리 내에 다른 층들이 포함되지 않았다. 어셈블리는 전반적으로 실시예 1에서와 동일한 프로세싱 조건들을 사용하여 세라믹 본체로 준비되었다.
도 10a 내지 도 10c는 좌측 에지 영역, 중간 영역 및 우측 에지 영역을 포함하는 비교 실시예 1에서 준비된 세라믹 본체의 단면의 SEM-BSE 이미지를 도시한다. 도 10a 내지 도 10c에 표시된 바와 같이, 양쪽 에지들 상의 입도가 중간 영역에서의 입도에 비해 더 작았다. 그리고 더 작은 입도를 갖는 영역들의 두께가 약 40 μm였다. ~40 μm 범위 밖에서, 다른 영역에서의 입도가 훨씬 컸으며 상당히 균일하였다.
전반적으로 실시예 1에서 설명된 동일한 절차를 사용하여 비교 실시예 1에 따라 준비된 세라믹 본체에 대한 IQE가 결정되었다. 비교 실시예 1로부터의 세라믹 본체는 실시예 1로부터의 세라믹 본체에 대한 약 93의 IQE에 비하여 약 86의 IQE를 나타냈다.
비교 실시예 1로부터의 세라믹 본체 내의 CE 이온들은, 더 작은 평균 입도를 갖는 영역 내에 더 큰 양의 Ce 이온들이 위치되도록 전반적으로 균일한 분포를 가질 것으로 기대된다. 따라서, 이들 결과들은 Ce 이온들이 우선적으로 더 큰 평균 입도를 갖는 영역 내에 위치될 때 IQE가 증가될 수 있다는 것을 나타낸다.
실시예 2
(a) (Y0 .985Ce0 .015)3Al5O12 고체 상태 반응 분말: 4.6 m2/g의 BET 표면적를 갖는 2.799 g의 Y2O3 분말(99.99%, Nippon Yttrium Company Ltd.), 5.6 m2/g의 BET 표면적를 갖는 2.139 g의 Al2O3 분말(99.99%, 등급 AKP-30, Sumitomo Chemicals Company Ltd.), 및 0.164 g의 세륨(III) 니트레이트 헥사히드레이트(99.99% 순도, Sigma-Aldrich)가 가열 동안(예를 들면, 소결 동안) (Y0 .985Ce0 .015)3Al5O12를 형성하기 위한 전구체로서 사용되었다.
(b) Y3Al5O12 고체 상태 반응 분말: 4.6 m2/g의 BET 표면적을 갖는 2.853 g의 Y2O3 분말(99.99%, Nippon Yttrium Company Ltd.), 5.6 m2/g의 BET 표면적을 갖는 2.147 g의 Al2O3 분말(99.99%, 등급 AKP-30, Sumitomo Chemicals Company Ltd.)이 가열 동안(예를 들면, 소결 동안) (Y0 .99Ce0 .01)3Al5O12를 형성하기 위한 Y3Al5O12를 형성하기 위해 전구체로서 사용되었다.
(c) 세라믹 본체를 준비하는 단계: 어셈블리가 도 11a 내지 도 11b에 도시된 구성들을 포함한다는 것을 제외하면, 전반적으로 실시예 1에서 설명된 동일한 절차들을 사용하여 2개의 세라믹 본체가 준비되었다.
전반적으로 실시예 1에서 설명된 동일한 절차들을 사용하여 실시예 2에 따라 준비된 세라믹 본체에 대한 IQE가 결정되었다. 도 11a에 묘사된 어셈블리로부터 준비된 세라믹 본체는 약 85였다. 도 11a에 묘사된 어셈블리로부터 준비된 세라믹 본체는 약 93이었다. 도 11a에 묘사된 어셈블리로부터 준비된 세라믹 본체는 더 얇은 비-도핑 층들을 포함하였으며, 따라서 더 작은 평균 입도를 갖는 표면 영역들 근처에서 더 큰 양의 Ce 이온들이 확산하는 것으로 기대된다. 결과적으로, 이들 결과는 Ce 이온들이 더 큰 평균 입도를 갖는 영역에 우선적으로 위치될 때 IQE가 증가될 수 있다는 것을 추가로 지지한다.
비교 실시예 2
실시예 2로부터의 5 조각의 SSR(Y0 .985Ce0 .015)3Al5O12 (1.5 at% Ce) 컷 캐스트 테이프가 약 200 μm의 총 두께를 갖는 어셈블리를 획득하기 위하여 함께 계층화되었다. 다른 층들이 어셈블리 내에 포함되지 않았다. 실시예 1에서와 전반적으로 동일한 프로세싱 조건들을 사용하여 어셈블리가 세라믹 본체로 준비되었다.
전반적으로 실시예 1에 설명된 동일한 절차들을 사용하여 비교 실시예 2에 따라 준비된 세라믹 본체에 대한 IQE가 결정되었다. 실시예 2로부터의 세라믹 본체에 대한 약 85 및 약 93의 IQE에 비하여 비교 실시예 2로부터의 세라믹 본체는 약 77의 IQE를 나타내었다.
더 작은 평균 입도를 갖는 영역 내에 Ce 이온들의 더 큰 비율이 위치되도록, 비교 실시예 2로부터의 세라믹 본체 내의 Ce 이온들이 전반적으로 균일한 분포를 갖도록 기대된다. 따라서, 이들 결과는 더 큰 평균 입도를 갖는 영역 내에 Ce 이온들이 우선적으로 위치될 때 IQE가 증가될 수 있다는 것을 나타낸다.
실시예 3
(a) (Y0 .897Gd0 .10 Ce0 .003)3Al5O12 고체 상태 반응 분말: 4.6 m2/g의 BET 표면적을 갖는 2.472 g의 Y2O3 분말(99.99%, Nippon Yttrium Company Ltd.), 5.6 m2/g의 BET 표면적을 갖는 2.074 g의 Al2O3 분말(99.99%, 등급 AKP-30, Sumitomo Chemicals Company Ltd.), 0.442 g의 Gd2O3 분말(99.99% Pangea Ltd), 및 0.032 g의 세륨(III) 니트레이트 헥사히드레이트(99.99% 순도, Sigma-Aldrich)가 가열 동안(예를 들면, 소결 동안) Y0 .897Gd0 .10 Ce0 .003)3Al5O12를 형성하기 위한 전구체로서 사용되었다.

Claims (44)

  1. 세라믹 본체로서,
    호스트 재료(host material) 및 제 1 농도의 도펀트를 포함하는 제 1 영역으로서, 상기 제 1 농도는 발광(luminescence)을 생성하는데 효과적인, 상기 제 1 영역; 및
    상기 호스트 재료 및 제 2 농도의 상기 도펀트를 포함하는 제 2 영역으로서, 상기 제 2 농도는 제 1 농도 미만인, 상기 제 2 영역을 포함하고,
    상기 제 1 영역은 상기 제 2 영역의 평균 입도(grain size)보다 더 큰 평균 입도를 갖는, 세라믹 본체.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 호스트 재료는 식 A3B5O12에 의해 표현되며:
    A는 Y, Lu, Ca, La, Tb, Gd 및 이들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택되고; 및
    B는 Al, Mg, Si, Ga, In, 및 이들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 세라믹 본체.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 호스트 재료는, Y3Al5O12, (Y, Tb)3Al5O12, (Y, Gd)3Al5O12, (Y, Gd)3(Al, Ga)5O12, (Sr, Ca, Ba)2SiO4, Lu3Al5O12, Lu2CaMg2Si3O12, Lu2CaAl4SiO12, Ca3Sc2Si3O12, Ba3MgSi2O8, BaMgAl10O17, La2O2S, SrGa2S4, CaAlSiN3, Ca2Si5N8, 및 CaSiAlON으로부터 선택되는, 세라믹 본체.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 호스트 재료는 Y3Al5O12인, 세라믹 본체.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 호스트 재료는 희토류 금속인, 세라믹 본체.
  6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도펀트는 Ce, La, Tb, Pr, Eu, 및 이들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 세라믹 본체.
  7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도펀트는 Ce인, 세라믹 본체.
  8. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 영역은 약 5μm 내지 약 100μm의 평균 입도를 갖는, 세라믹 본체.
  9. 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 영역은 약 30μm 미만의 평균 입도를 갖는, 세라믹 본체.
  10. 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,
    도펀트의 상기 제 2 농도는 약 0.2 원자(at)% 이하인, 세라믹 본체.
  11. 청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
    도펀트의 상기 제 1 농도 대 도펀트의 상기 제 2 농도의 비율은 약 4:1 내지 약 1:1의 범위 내에 있는, 세라믹 본체.
  12. 청구항 1 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 영역은 상기 세라믹 본체의 중심 코어(core)를 포함하는, 세라믹 본체.
  13. 청구항 1 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 영역은 상기 세라믹 본체의 외측 주변부를 포함하는, 세라믹 본체.
  14. 청구항 1 내지 청구항 13 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 영역은 상기 제 2 영역에 인접한, 세라믹 본체.
  15. 청구항 1 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 세라믹 본체는 상기 호스트 재료 및 제 3 농도의 상기 도펀트를 포함하는 제 3 영역을 더 포함하고,
    상기 제 3 농도는 상기 제 1 농도 미만이며, 상기 제 1 영역은 상기 제 3 영역의 평균 입도보다 더 큰 입도를 가지고, 상기 제 1 영역은 상기 제 2 및 제 3 영역들 사이에 있는, 세라믹 본체.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 제 2 영역은 상기 세라믹 본체의 제 1 표면을 포함하고;
    상기 제 3 영역는 상기 세라믹 본체의 제 2 표면을 포함하며; 및
    상기 제 1 및 제 2 표면은 상기 세라믹 본체의 대향 면들 상에 있는, 세라믹 본체.
  17. 청구항 15 내지 청구항 16 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1, 제 2 및 제 3 영역들은 분리된 층들인, 세라믹 본체.
  18. 청구항 15 내지 청구항 17 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 3 영역은 약 30μm 미만의 평균 입도를 갖는, 세라믹 본체.
  19. 청구항 15 내지 청구항 18 중 어느 한 항에 있어서,
    도펀트의 상기 제 3 농도는 약 0.2 at% 이하인, 세라믹 본체.
  20. 청구항 15 내지 청구항 19 중 어느 한 항에 있어서,
    도펀트의 상기 제 1 농도 대 도펀트의 상기 제 3 농도의 비율은 약 4:1 내지 약 1:1의 범위 내에 있는, 세라믹 본체.
  21. 청구항 1 내지 청구항 20 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 세라믹 본체는 약 455nm의 파장을 갖는 방사에 노출될 때 적어도 약 0.80의 내부 양자 효율(internal quantum efficiency: IQE)을 나타내는, 세라믹 본체.
  22. 세라믹 본체를 형성하는 방법으로서,
    어셈블리를 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 어셈블리를 형성하는 단계는:
    호스트 재료, 호스트 재료 전구체, 또는 이들의 조합을 포함하는 제 1 비-도핑 층을 제공하는 단계로서, 상기 제 1 비-도핑 층은 약 40μm 내지 약 800μm의 범위 내의 두께를 갖는, 단계;
    상기 제 1 비-도핑 층 상에 도핑된 층을 배치하는 단계로서, 상기 도핑된 층은 약 10μm 내지 약 400μm의 범위 내의 두께를 가지며, 호스트 재료, 호스트 재료 전구체, 또는 이들의 조합 및 도펀트를 포함하는, 단계; 및
    제 1 영역 및 제 2 영역을 포함하는 상기 세라믹 본체를 형성하기 위해 어셈블리를 소결하는 단계로서, 상기 제 1 영역의 평균 입도는 상기 제 2 영역의 평균 입도보다 더 큰, 단계를 포함하고,
    상기 제 1 영역은 발광을 생성하는데 효과적인 제 1 농도의 상기 도펀트를 포함하며, 상기 제 2 영역은 상기 도펀트의 상기 제 1 농도보다 작은 제 2 농도의 상기 도펀트를 포함하는, 방법.
  23. 청구항 22에 있어서,
    상기 도핑된 층 위에 제 2 비-도핑 층을 배치하는 단계를 더 포함하며,
    상기 제 2 비-도핑 층은 상기 호스트 재료, 상기 호스트 재료 전구, 또는 이들의 조합을 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 비-도핑 층들은 각기 독립적으로 약 40μm 내지 약 400μm 범위 내의 두께를 갖는, 방법.
  24. 청구항 22 내지 청구항 23 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 어셈블리는 감소된 압력 하에서 소결되는, 방법.
  25. 청구항 24에 있어서,
    상기 감소된 압력은 약 100 Torr 이하인, 방법.
  26. 청구항 22 내지 청구항 25 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 어셈블리를 소결하는 단계는 약 1000℃ 내지 약 1950℃의 범위 내의 온도에서 적어도 약 2시간 동안 상기 어셈블리를 가열하는 단계를 포함하는, 방법.
  27. 청구항 26에 있어서,
    상기 온도는 약 1300℃ 내지 약 1800℃의 범위 내에 있는, 방법.
  28. 청구항 26 내지 청구항 27 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 어셈블리는 상기 온도에서 적어도 약 5시간 동안 가열되는, 방법.
  29. 청구항 26 내지 청구항 28 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 어셈블리는 상기 온도에서 약 60시간 이하로 가열되는, 방법.
  30. 청구항 22 내지 청구항 29 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도핑된 층은 약 40μm 내지 약 80μm의 범위 내의 두께를 갖는, 방법.
  31. 청구항 23 내지 청구항 30 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 비-도핑 층의 상기 두께는 상기 제 2 비-도핑 층의 상기 두께와 대력 동일하며; 및
    상기 제 1 비-도핑 층의 상기 두께 및 상기 제 2 비-도핑 층의 상기 두께 각각은 상기 도핑된 층의 두께보다 더 큰, 방법.
  32. 청구항 22 내지 청구항 31 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 어셈블리는 약 100μm 내지 약 1mm의 범위 내의 총 두께를 갖는, 방법.
  33. 청구항 22 내지 청구항 32 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도핑된 층은 약 0.1 at% 내지 약 5 at%의 상기 도펀트를 포함하는, 방법.
  34. 청구항 22 내지 청구항 33 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 호스트 재료는 식 A3B5O12에 의해 표현되며:
    A는 Y, Lu, Ca, La, Tb, Gd 및 이들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택되고; 및
    B는 Al, Mg, Si, Ga, In, 및 이들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 방법.
  35. 청구항 22 내지 청구항 34 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 호스트 재료는, Y3Al5O12, (Y, Tb)3Al5O12, (Y, Gd)3Al5O12, (Y, Gd)3(Al, Ga)5O12, (Sr, Ca, Ba)2SiO4, Lu3Al5O12, Lu2CaMg2Si3O12, Lu2CaAl4SiO12, Ca3Sc2Si3O12, Ba3MgSi2O8, BaMgAl10O17, La2O2S, SrGa2S4, CaAlSiN3, Ca2Si5N8, 및 CaSiAlON으로부터 선택되는, 방법.
  36. 청구항 22 내지 청구항 35 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 호스트 재료는 Y3Al5O12인, 방법.
  37. 청구항 22 내지 청구항 35 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 호스트 재료는 (Y, Gd)3Al5O12인, 방법.
  38. 청구항 22 내지 청구항 37 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도펀트는 희토류 금속인, 방법.
  39. 청구항 22 내지 청구항 38 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도펀트는 Ce, Gd, La, Tb, Pr, Eu, 및 이들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 방법.
  40. 청구항 22 내지 청구항 39 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도펀트는 Ce인, 방법.
  41. 청구항 22 내지 청구항 40 중 어느 한 항의 방법에 의해 만들어진 세라믹 본체.
  42. 청구항 41에 있어서,
    상기 세라믹 본체는 약 455nm의 파장을 갖는 방사에 노출될 때 적어도 약 0.80의 내부 양자 효율(internal quantum efficiency: IQE)을 나타내는, 세라믹 본체.
  43. 조명장치로서,
    청색 방사를 방출하도록 구성된 광원; 및
    청구항 1 내지 청구항 21, 청구항 41 및 청구항 42 중 어느 한 항의 세라믹 본체를 포함하고,
    상기 세라믹 본체는 상기 청색 방사의 적어도 일 부분을 수용하도록 구성된, 조명장치.
  44. 청구항 1 내지 청구항 21, 청구항 41 및 청구항 42 중 어느 한 항의 세라믹 본체를 청색 방사에 노출시키는 단계를 포함하는 광 생성 방법.
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5749327B2 (ja) 2010-03-19 2015-07-15 日東電工株式会社 発光装置用ガーネット系蛍光体セラミックシート
TWI486254B (zh) * 2010-09-20 2015-06-01 Nitto Denko Corp 發光陶瓷層板及其製造方法
CN103347982B (zh) 2010-12-01 2016-05-25 日东电工株式会社 具有掺杂浓度梯度的发射性陶瓷材料及其制造方法和使用方法
JP2015510954A (ja) 2012-03-06 2015-04-13 日東電工株式会社 発光デバイス用のセラミック体
CN104312587B (zh) * 2014-09-30 2017-02-08 东华大学 一种具有红光发射的Lu2MgCa2Si3O12:Ce3+荧光膜的制备方法
WO2016063930A1 (ja) * 2014-10-24 2016-04-28 デンカ株式会社 波長変換体、それを用いた発光装置及び波長変換体の製造方法
CN104910911A (zh) * 2015-04-02 2015-09-16 济南大学 一种新型石榴石基球形红色荧光粉
JP2018145318A (ja) * 2017-03-07 2018-09-20 セイコーエプソン株式会社 波長変換部材、波長変換素子、照明装置及びプロジェクター
WO2019004064A1 (ja) * 2017-06-30 2019-01-03 シャープ株式会社 蛍光体層組成物、蛍光部材、光源装置および投影装置
CN107739211B (zh) * 2017-11-02 2020-08-04 赣州中蓝稀土新材料科技有限公司 一种黄绿色力致发光陶瓷材料及其制备方法
JP7459593B2 (ja) 2020-03-19 2024-04-02 株式会社プロテリアル セラミック蛍光材料、シンチレータアレイ、放射線検出器および放射線コンピュータ断層撮影装置
JP2022030837A (ja) 2020-08-07 2022-02-18 日亜化学工業株式会社 希土類アルミン酸塩焼結体及びその製造方法
EP4328207A1 (en) * 2022-08-24 2024-02-28 Nichia Corporation Sintered body and method for producing sintered body

Family Cites Families (34)

* 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
AT410266B (de) 2000-12-28 2003-03-25 Tridonic Optoelectronics Gmbh Lichtquelle mit einem lichtemittierenden element
US20030052428A1 (en) 2001-07-02 2003-03-20 Toshiba Ceramics Co., Ltd. Production method for ceramic porous material
US7015640B2 (en) 2002-09-11 2006-03-21 General Electric Company Diffusion barrier coatings having graded compositions and devices incorporating the same
US7554258B2 (en) 2002-10-22 2009-06-30 Osram Opto Semiconductors Gmbh Light source having an LED and a luminescence conversion body and method for producing the luminescence conversion body
US7442326B2 (en) 2003-10-29 2008-10-28 Lumination Llc Red garnet phosphors for use in LEDs
KR101041311B1 (ko) 2004-04-27 2011-06-14 파나소닉 주식회사 형광체 조성물과 그 제조 방법, 및 그 형광체 조성물을 이용한 발광장치
US7361938B2 (en) 2004-06-03 2008-04-22 Philips Lumileds Lighting Company Llc Luminescent ceramic for a light emitting device
US7519262B2 (en) 2004-11-24 2009-04-14 National Sun Yat-Sen University Fiber used in wideband amplified spontaneous emission light source and the method of making the same
JP5490407B2 (ja) 2005-03-14 2014-05-14 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ 多結晶セラミック構造の蛍光体、及び前記蛍光体を有する発光素子
CN100517781C (zh) * 2005-05-30 2009-07-22 夏普株式会社 发光器件及其制造方法
US9045830B2 (en) * 2005-08-24 2015-06-02 New Sts Limited Luminescent material compositions and structures incorporating the same
US7514721B2 (en) 2005-11-29 2009-04-07 Koninklijke Philips Electronics N.V. Luminescent ceramic element for a light emitting device
JP5315616B2 (ja) * 2006-02-10 2013-10-16 三菱化学株式会社 発光装置、バックライト用白色発光体、及び画像表示装置
US7682850B2 (en) 2006-03-17 2010-03-23 Philips Lumileds Lighting Company, Llc White LED for backlight with phosphor plates
US8310144B2 (en) 2006-10-18 2012-11-13 Koninklijke Philips Electronics N.V. Illumination system and display device
WO2008056300A1 (en) 2006-11-10 2008-05-15 Philips Intellectual Property & Standards Gmbh Illumination system comprising monolithic ceramic luminescence converter
US7902564B2 (en) 2006-12-22 2011-03-08 Koninklijke Philips Electronics N.V. Multi-grain luminescent ceramics for light emitting devices
WO2008149256A1 (en) 2007-06-05 2008-12-11 Koninklijke Philips Electronics N.V. Self-supporting luminescent film and phosphor-enhanced illumination system
JP2009019163A (ja) * 2007-07-13 2009-01-29 Sharp Corp 発光装置用蛍光体粒子集合体、発光装置、および液晶表示用バックライト装置
US7799267B2 (en) 2007-09-14 2010-09-21 The Penn State Research Foundation Method for manufacture of transparent ceramics
CN101181798A (zh) 2007-12-07 2008-05-21 中国科学院上海硅酸盐研究所 一种陶瓷注浆成型用多层梯度多孔陶瓷模具及制作方法
KR101500976B1 (ko) 2008-01-15 2015-03-10 코닌클리케 필립스 엔.브이. Ｌｅｄ용 광학 세라믹 내의 제어된 다공성에 의한 광 산란
JP5631745B2 (ja) 2008-02-21 2014-11-26 日東電工株式会社 透光性セラミックプレートを備える発光装置
JP5542134B2 (ja) * 2008-07-22 2014-07-09 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ 発光装置に関する光学要素及び光学要素の製造の方法
JP2010244686A (ja) * 2009-03-31 2010-10-28 Fujifilm Corp 分散型エレクトロルミネッセンス素子
KR101768010B1 (ko) * 2010-02-04 2017-08-14 닛토덴코 가부시키가이샤 발광 세라믹 적층체 및 이를 제조하는 방법
JP5749327B2 (ja) * 2010-03-19 2015-07-15 日東電工株式会社 発光装置用ガーネット系蛍光体セラミックシート
JP5249283B2 (ja) * 2010-05-10 2013-07-31 デクセリアルズ株式会社 緑色発光蛍光体粒子及びその製造方法、並びに、色変換シート、発光装置及び画像表示装置組立体
JP5712768B2 (ja) * 2010-05-10 2015-05-07 信越化学工業株式会社 波長変換部材、発光装置、及び波長変換部材の製造方法
JP2012015254A (ja) * 2010-06-30 2012-01-19 Nitto Denko Corp 蛍光体セラミックスおよび発光装置
JP5229748B2 (ja) * 2010-07-06 2013-07-03 Ｎｅｃライティング株式会社 蛍光体および該蛍光体を備える発光装置
CN103347982B (zh) 2010-12-01 2016-05-25 日东电工株式会社 具有掺杂浓度梯度的发射性陶瓷材料及其制造方法和使用方法
JP2015510954A (ja) 2012-03-06 2015-04-13 日東電工株式会社 発光デバイス用のセラミック体

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