TWI314364B - Ceramic composite material for light conversion and its use - Google Patents

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TWI314364B
TWI314364B TW093101621A TW93101621A TWI314364B TW I314364 B TWI314364 B TW I314364B TW 093101621 A TW093101621 A TW 093101621A TW 93101621 A TW93101621 A TW 93101621A TW I314364 B TWI314364 B TW I314364B
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ceramic composite
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Shin-Ichi Sakata
Yoshiharu Waku
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Ube Industries
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1314364. 玖、發明說明： 【發明戶斤屬之技術領域3 發明領域 本發明係有關於一種具有使照射光之一部份轉換成波 5 長與其不同之光，且與沒有轉換之前述照射光混合，而轉 換成與前述照射光配色不同之光之機能的光電轉換用陶瓷 複合材料及其用途。 【先前技術I 發明背景 10 近年來，受到藍色發光二極管實用化之影響，以該二 極管作為發光源之白色光源之開發研究很盛行。這是因為 白色光作為照明用光源之需求大，且，具有二極管之消耗 電力較以往之白色光源更低並且壽命更長之絕佳優點。 該方法係利用具有光電轉換機能之材料將藍色發光二 15 極管產生之藍色光轉換成白色光，然而，光之三原色中之 藍色包含於藍色發光二極管產生之光中，必需產生不足之 綠色光、及紅色光。此時，使用吸收某波長之光並產生不 同波長之光之螢光體。 將藍色發光二極管之藍色光轉換成白色光之方法，一 20 般是採用例如日本專利公開公報2000-208815號所示，於發 光元件前面設置塗布層與模層，該塗布層係包含可吸收藍 色光之一部份並發出黃色光之螢光體在内者，而前述模層 係用以將光源之藍色光與來自前述塗布層之黃色光混色 者。參照第1圖，於發光元件1之前面有塗布層2，且更設置 1314364 有模層3。圖中，4係導電性電線，而5、6係導線。此時， 混色並不僅於模層4進行，亦於塗布層2進行。 先前技術中，塗布層係採用摻雜有鈽化合物之 YAG(Y3AlsO!2:Ce)粉末與環氧樹脂之混合物塗布於發光元 5 件者（日本專利公開公報2000-208815號）。然而，該方法並 不易確保螢光體粉末與樹脂混合之均一性，且不易控制塗 布之膜之厚度使其達到最適當化，於該情況下，不易得到 再現性充足之均一白色光。又，使用透光性低之螢光體之 粉末，亦會成為製造高亮度之發光二極管方面之障礙。且， 10 一旦要得到高強度之光，就有蓄熱之問題存在，塗布層、 模層之樹脂之对熱性、及对紫外線性會成為大問題。 為了改善以上之問題，必需採用可吸收發光二極管發 出之藍色光並發出黃色光，並且光混合性優異，且耐熱性 優異之材料。 15 本發明之目的在於提供一種陶瓷複合材料及使用該陶 瓷複合材料之發光二極管，前述陶瓷複合材料除了具有光 電轉換機能，即可吸收某波長之光並產生不同波長之光之 螢光之機能以外，亮度、光混合性優異，且耐熱性、耐紫 外線性亦優異。 20 【發明内容】 發明概要 本發明人發現由包含有由兩種以上之氧化物構成，且 可發出螢光之化合物之母材相所構成之凝固體，為可解決 前述課題之材料，而完成本發明。 1314364. 即’本發明提供下述者。 (1) 一種光電轉換用陶瓷複合材料，係由兩種以上之以 兩種以上之氧化物分別作為成分的母材相所形成之凝固 體’且前述兩種以上之氧化物係選自於由金屬氧化物與自 5兩種以上之金屬氧化物生成之複合氧化物所構成之群， 又’前述母材相之至少一個係由已活化之氧化物構成之螢 光體相。 (2) 如前述第（1)項之光電轉換用陶瓷複合材料，其中前 述凝固體係藉單方向凝固法得到者。 10 (3)如前述第（2)項之光電轉換用陶瓷複合材料，其中各 前述母材相係連續且三維地排列而相互糾結存在。 (4) 如前述第（1)〜(3)項中任一項之光電轉換用陶瓷複合 材料’其中前述金屬氧化物係選自於由Al2〇3、MgO、Si02、 Ti02、Zr02、CaO、Y2〇3、BaO、BeO、FeO、Fe203、MnO、 15 CoO、Nb205、Ta205、Cr203、SrO、ZnO、NiO、Li20、Ga203、 Hf02、Th02、U02、Sn02、及稀土類元素氧化物（La203、 Y203、Ce02、Pr60"、Nd203、Sm203、Gd203、Eu203、Tb407、 Dy203、Ho203、Er203、Tm203、Yb203、Lu203)構成之群者。 (5) 如前述第（1)〜(3)項中任一項之光電轉換用陶瓷複合 20 材料，其中前述由兩種以上之金屬氧化物生成之複合氧化 物係選自於由 3Al2〇3.2Si02(Mullite)、MgO . Al2〇3、Al2〇3 · Ti02、BaO · 6Al2〇3、BaO · Al2〇3、BeO · 3Al2〇3、BeO . A1203、3BeO · A1203、CaO · Ti02、CaO · Nb203、CaO · Zr02、2CoO · Ti02、FeAl2〇4、MnAl204、3MgO · Y2〇3、 1314364 2MgO · Si〇2、MgCr2〇4、MgO · Ti〇2、MgO · Ta2〇5、MnO · Ti02、2MnO · Ti02、3SrO · A1203、SrO · A1203、SrO · 2Al203Sr0 · 6A1203、SrO · Ti03、Ti02 · 3Nb205、Ti02 · Nb205、3Y203 · 5A1203、2Y203 · A1203、2MgO · 2A1203 · 5 5Si02、LaA103、CeA103、PrA103、NdA103、SmA103、 E11AIO3、GdAl〇3、DyAl〇3、Yb4Al_2〇9、ΕΓ3ΑΙ5Ο12、11AI2O3 ·
La2〇3、llAl2〇3.Nd2〇3、llAl2〇3*Pr2〇3、EuAlii〇i8、2Gd2〇3* A1203、11A1203 · Sm2〇3、Yb3Al5012、CeAl„018、及Er4Al209 構成之群者。 10 (6)如前述第（1)〜(3)項中任一項之光電轉換用陶瓷複合 材料’其中構成前述母材之相係a _Al2〇3相及 Y3A15012(YAG)相之 2相。 (7)如前述第（1)〜(3)項中任一項之光電轉換用陶瓷複合 材料，其中前述活化元素係鈽。 15 (8)—種光電轉換方法，係使用如前述第（1)〜(7)項中任 一項之光電轉換用陶瓷複合材料，使由發光二極管發出之 光之顏色改變成另外之顏色。 (9) 一種光電轉換方法，係使用構成母材之相為α -Α12〇3相及YAG相，且該YAG相為業已以鈽活化之螢光體之 20 光電轉換用陶瓷複合材料，使藍色光變成白色光。 (10) 一種發光二極管，包含有：發光二極管；及如前述 第（1)~(7)項中任一項之光電轉換用陶瓷複合材料。 (11) 如前述第（10)項之發光二極管，其中前述光電轉換 用陶瓷複合材料含有藉前述發光二極管放出之可見光激發 1314364 而放出波長較激發波長更長之可見光之螢光的母材相。 (12)如前述第（10)或（11)項之發光二極管，其中前述光 電轉換用陶瓷複合材料係用以將由前述發光二極管發出之 藍色光轉換成白色光者。 5 圖式簡單說明 第1圖係顯示習知技術之發光二極管之截面圖。 第2圖係顯示本發明之發光二極管之例之截面圖。 第3圖係顯示實施例所得到之材料之組織構造之電子 顯微鏡照片。 10 第4圖係顯示實施例所得到之材料中之YA G相之存在 形態之電子顯微鏡照片。 第5圖係顯示實施例1所得到之材料之螢光特性之光 譜。 第6圖係顯示螢光特性測定法之概略之圖。 15 第7圖係顯示檢測器測出之檢測例之圖。 第8圖係顯示光電轉換材料之材料厚度與螢光特性之 關係例之圖。 第9圖係顯示光電轉換材料之材料厚度與螢光特性之 關係例之圖。針對5 3 Onm光放大比例尺。 20 第10圖係顯示實施例2、與比較例所得到之材料之螢光 特性之光譜。 I：實施方式3 較佳實施例之詳細說明 本發明之陶瓷複合材料係藉控制製造條件而成為沒有 1314364 群體、空隙之均一之組織。又，沒有調製成預定成分之混 合粉末加壓燒結所得到之一般燒結體中具有之晶粒界存 在。且，藉控制製造條件亦可得到構成本複合材料之氧化 物及複合氧化物分別由單結晶/單結晶、單結晶/多結晶、多 5 結晶/多結晶構成之陶瓷複合材料。此外，本發明中，所謂 「單結晶」係指於X線繞射中，僅觀察到來自特定之結晶面 之繞射峰值之狀態的結晶構造。且，添加構成之氧化物以 外之氧化物，使構成複合材料之相中之至少一者固溶或析 出，或存在於相之界面中，藉此亦可改變光學性質、機械 10 性質及熱性質。 本發明之陶竞複合材料中，構成之氧化物相係微細之 層次並且均質，且連續地連接之構造。各個相之大小可藉 控制凝固條件改變，然而一般係1〜50μιη。 本發明之陶瓷複合材料係原料金屬氧化物融解後，凝 15 固而製成者。例如，可利用一面控制冷卻溫度一面冷卻凝 結業已裝入保持預定溫度之坩堝的熔融物之簡單方法得到 凝固體，然而，係以利用單方向凝固法得到者為佳。其步 驟之概略如下。 將形成母材相之金屬氧化物及螢光產生體之金屬氧化 20 物，以所需之成分比率混合，調配成混合粉末。混合方法 並沒有特別的限制，可採用乾式混合法及濕式混合法任一 種。然後，使用公知之溶融爐，例如弧形溶融爐，並加熱 至可熔解裝入之原料之溫度使前述混合粉末熔融。例如， Α12〇3與Er203時，加熱至1,900〜2,000°c來熔解。 10 D14364 得到之溶融物，係直接裝入甜瑪並單方向凝固，或者 於暫時凝固後粉碎，再將粉碎物裝人_，並且再度加熱、 =融後’將裝有融液之坩堝由熔融爐之加熱區取進行 單方向凝固。融液之單方向凝固可於常壓下進行，然而為 5 了得到結晶相缺陷少之材料，宜於4000Pa#下之壓力下進 行’且尤以0.13Pa(10.3Torr)以下為佳。 將堆鋼由加熱區域取出之速度’即，融液之凝固速度 係依照融液組成及熔融條件設定成預定之值，普通係 5〇mm/小時以下，且以ijOmm/小時為佳。 1〇 單方向凝固裝置，可使用於設置於垂直方向上之圓筒 狀之容器内收納有可朝上下方向移動之坩堝，且於圓筒狀 容器之中央部外侧安裝有加熱用之感應線圈，並且設置有 用以使容器内之空間減壓之真空泵之公知裝置。 構成本發明之光電轉換用陶瓷複合材料之至少一個母 15材相之螢光體，可於金屬氧化物或複合氧化物添加活化元 素而得到。如前述之螢光體本身為公知者，不需要特別多 加說明。本發明之光電轉換用陶瓷複合材料所使用之陶曼 複合材料中，至少一個相為螢光體相，然而基本上可與本 申請案申請人（發明讓受人）先前於日本專利公開公報 20 7-149597號、日本專利公開公報7-187893號、日本專利公開 公報8-81257號、日本專利公開公報8-253389號、日本專利 公開公報8-253390號、及日本專利公開公報9-67194號及對 應其等之美國申請案（美國專利第5,569,547號、美國專利第 5,484,752號、美國專利第5,902,763號）等揭示之陶瓷複合材 11 1314364 料相同者，且可利用該等申請案（專利）揭示之製造方法製 造。此時，參照並納入該等申請案或專利之揭示内容。 由得到之凝固體切割必要之形狀之方塊，並使用於陶 瓷複合材料以將某波長之光轉換成另外之色相之光。 5 有關於形成母材之氧化物種，可為各種組合，然而係 以選自於由金屬氧化物與自兩種以上之金屬氧化物生成之 複合氧化物構成之群之陶瓷為佳。 金屬氧化物，有氧化铭(Al2〇3)、氧化鍅(Zr〇2)、氧化鎂 (MgO)、氧化矽（Si02)、氧化鈦(Ti02)、氧化鈀(Ba0)、氧化 10 鈹(BeO)、氧化鈣（CaO)、氧化鉻(Cr2〇3)等，還有稀土類元 素氧化物（La203、Y2〇3、Ce02、Pr6〇n、Nd203、Sm203、
Gd2〇3、EU2O3、Tb4〇7、Dy2〇3、H〇2〇3、Er2〇3、Tm2〇3、
Yb203、Lu203)等等。 又，由該等金屬氧化物生成之複合氧化物，例如可舉 15 例有 LaAl〇3、CeAl〇3、PrA103、NdA103、SmAl〇3、EuA1〇3、 GdA103、DyA103、ErA103、Yb4Al209、Y3A15012、Er3Al5012、 11AI2O3. La2〇3、11AI2O3 · Nd2〇3、3Dy2〇3 · 5AI2O3、2Dy2〇3 · AI2O3、11 Al2〇3 · Pr2〇3、EuA1"018、2Gd2〇3 · Al2〇3、11 Al2〇3. Sm203、Yb3Al5012、CeAluOw、及Er4Al209。 20 例如，是Al2〇3與Gd2〇3之組合時，由於係以Al2〇3:78mol % ,Gd2〇3:22mol形成共晶，因此可得到由Al2〇3與Gd203之複 合氧化物之鈣鈦礦構造之GdA103相構成之陶瓷複合材料。 且’可與前述相同，使α-Α1203於約20〜80容積％、而GdAl〇3 於約80〜20容積％内之範圍内改變其分率。其他，兩種以上 12 1314364 之金屬氧化物具有鈣鈦礦構造者，有LaA103、CeAl〇3、 PrAl〇3、NdA103、SmA103、EuA103、DyA103 等。該等中 任何一者構成複合材料時，可得到組織細微化且機械強度 大之陶竟複合材料。 5 又，是Al2〇3與Er2〇3之組合時，由於係以Al203:8l.im〇i %，Er203:l8.9mol形成共晶，因此可得到由Al2〇3相與Al2〇3 與扮2〇3之複合氧化物之柘榴石構造之ErSAlsOu相構成之
陶兗複合材料。且，可與前述相同，使a -Al2〇3於約2〇〜8〇 容積％ 、而Er2〇3於約80〜20容積％内之範圍内改變其分 10率。其他，兩種以上之金屬氧化物具有柘榴石構造者，有
Yb3Al5〇12等。該等中任何一者構成複合材料時，可得到潛 變強度大之陶瓷複合材料。 其中’尤以八丨2〇3與稀土類元素氧化物之組合為佳。因 為可給予機械特性優異且光學特性亦優異之材料。又，因 15為如後豸，可藉單方向凝固法輕易地得到各母材相三維
地、連續地糾結之複合材料，且形成穩定地存在有由稀土 類金屬氧化物構成之螢光體之母材相。特別是以切2〇3與 2 3製成之Al2〇3與YAG之兩相為母材相之複合材料為佳。 如前述，利用於金屬氧化物或複合氧化物添加活化元 20 素來得到螢光體。 l 3於母材相之活化元素（螢光體種） 例如，為了使藍色發光二極管之430〜48〇nm之藍自 轉換成:色光，係以鈽作為活化元素，且添加鈽之氧U 為佳*然’亦可彻加人鈽與其他螢光_等多數访 13 1314364 兀素來進行色之調整。鈽以外之活化元素係依母材氧化物 之種類而不同，例如，使用铽、銪、錳、鉻、鈦、及鏑等。 於母材氧化物相添加活化元素（螢光體種），通常，係以 添加預定量之活化元素之氧化物為佳。 5 本發明之陶瓷複合材料，係由多種母材相構成，又， 為了活化所添加之元素係由製法考量並依照分配係數分配 而存在於各母材相’然而發出螢光之相係依成分而不同。 例如’由八丨2〇3與Υ2〇3形成以氧化鋁(Al2〇3)與YAG作為母材 相之複合材料，然而，螢光由YAG相產生，其母材相係以 10 YAG:Ce表示之已由鈽活化之螢光體。依照分配係數，添加 之Ce大致分配至YAG，幾乎不存在於氧化鋁中。因為添加 元素存在’會不會成為螢光體並非一概依成分而定，但是 本發明之陶瓷複合材料中至少一個母材相係發出螢光之 相。 15 氧化鋁及YAG本身為透光性，由該以YAG:Ce表示之已 由鈽活化之螢光體構成之母材相基本上亦為透光性。且， 以氧化鋁(Al2〇3)與YAG:Ce為母材相之複合材料中，進入氧 化鋁相之光於透過前都為藍色光，然而進入YAG:Ce相之藍 色光之一部份卻變成黃色光，藉前述藍黃光混合，透過光 20 看起來為白色。 利用單方向凝固法，可得到具有各母材相3維地複雜地 糾結之構造之複合材料(例如，參照第3圖、第4圖）。特別， 由ai2o3與稀土類金屬氧化物得到之複合材料’可輕易地得 到具有該構造者。該構造適於作為光電轉換材料。這是因 1314364 為Al2〇3之透明性高，並且YAG:Ce之母材相可發揮整體均 一之螢光體之功用（形成發光中心之活化元素之鈽以原子 級之結構均一地分布於母材相全體），又，由於如此之各相 為三維地複雜地糾結之構造，因此亮度高，且透過光與螢 5 光係有效率地進行混色。 又，螢光粉末與樹脂混合之材料會於粉體表面引起光 散射，然而本發明之複合材料中沒有如前述之光散射之現 象，且亦沒有其他之光散射之現象，因此，光之透過性高， 可有效率地利用發光二極管之光（藍色光）。 10 且，由於本發明之複合材料為高熔點之陶瓷複合材 料，因此，熱穩定性非常高，不會產生如樹脂材料之耐熱 性之問題，再者，亦沒有會因紫外線構成劣化之缺點。 因此，本發明之陶瓷複合材料除了具有光電轉換機 能，即可吸收某波長之光並產生不同波長之光之螢光之機 15 能以外，亮度、光透過性、光混合性優異，又，光利用效 率優異，且耐熱性、对紫外線性亦優異，是適於用以轉換 發光二極管之顏色之光電轉換用陶瓷複合材料。 使用本發明之光電轉換用陶瓷複合材料於發光二極管 時，例如，可如第2圖所示，於發光二極管（LED)晶片1前面 20 配置本發明之光電轉換用陶瓷複合材料8來構成發光二極 管。於第2圖中，4係導電性電線，5、6係導線，與第1圖相 同。晶片（元件）1亦可配置成接觸光電轉換用陶瓷複合材料 8，且係以由元件之放熱之面接觸為佳。又，容器或台之形 狀可依照必要改變形狀。又，材質亦可依照必要作選擇。 15 1314364 以下，舉出具體之例，更詳細地說明本發明。 實施例 (實施例1) α-Α1203粉末（純度99.99% )與Υ203粉末（純度99.999% ) 5 之混合比為莫爾比82:18，且，相對於藉裝入氧化物之反應 所生成之YAG1莫爾，Ce02粉末(純度99.99% )為0.01莫爾。 將該等粉末放入乙醇中，並藉球磨機以16小時濕式混合 後’使用蒸發器蒸發中介體之乙醇而得到原料粉末。原料 粉末於真空爐中預備熔解並作為單方向凝固之原料。 10 接著，將該原料裝入鉬坩堝中，並設定成單方向凝固 裝置，於l.33xHT3pa(HT5T〇rr)之壓力下熔解原料。接著， 於同一大氣環境下使掛禍以5mm/小時之速度下降而得到 凝固體。得到之凝固體呈現黃色。 將凝固體之凝固方向上之垂直之截面組織顯示於第3 15圖。白之部分係YAG(更正確地說，是YAG:Ce)相，黑之部 分係Al2〇3相。得知該凝固體中具有沒有群體或晶粒界存 在’且沒有氣泡或空隙存在之均—組織。 又，於第4圖顯示，將同一方向地切下之試料與碳粉一 (於16GGCT加熱，且除去試料表面附近之Aw〗相之樣品 之垂直於凝固方向之表面構造之電子顯微鏡照片。 且，由大致垂直凝固方向之面觀察χ線繞射之结果，僅 觀察到來自各個YAG之⑴0)面及α_Αΐ2〇3之⑴〇)面。之繞射 峰值。 由前述，可知道該複合材料中，α·Αΐ2〇3單結晶相與 16 1314364 YAG單結晶相之兩相係連續地且三維地排列而相互地糾妹 存在。 由凝固體朝垂直於凝固方向之方向切下1mm厚之基 板’並藉螢光評價裝置評價該材料之螢光特性。將結果顯 示於第5圖。照射藍色之約450nm之光時，得知約3〇nm具有 包含有峰值之寬廣之光譜之黃色螢光特性。因此，yAg才目 係以YAG:Ce表示之發光體。
接著，以第6圖所示之方法，進行確認與藍色光之現人 性之測量。於試料13下側放置鏡14，使透過試料之光回到 10測量部。如此一來，由試料之表面或内部反射之光，與透 過試料且經由鏡反射之光15進入檢測器16。使用來自光源丄 之45〇nm之藍色光作為射入光u。試料之厚度有〇丨饥如 〇_2mm、0.5mm、及 1.0mm4種。 於第7圖顯示由檢測器檢測之檢測例。此時，顯示使用 15厚度不同之兩種試料之例，而得知試料厚度增加時減少了 450nm之藍色光。
第8圖顯示試料之厚度與藍色光、及黃色光之螢光強声 之關係。第9圖係顯示針對黃色螢光改變縱軸之比例尺之= 大圖。藍色光隨著試料越厚強度越減少，然而， 以 2〇上之厚度則大致固定。另外，黃色榮光係隨著試料越 =增加，經過極大值後減少，於G.5mm以上之厚度^ 先相同，為大致固定。試料厚度大之領域中測量值固 疋’係因為測量到來自試料表面之藍色光之反射光，及於 自表面往下之深度在—定值以下之相中產生之黃色螢光之 17 1314364 散射光，此係顯示厚度越厚，射入光越無法吸入試料中， 來轉換波長並且透過試料。且顯示出相反地，厚度薄之試 料中，射入光之一部份會透過試料，並經由鏡反射後，其 一部份再由試料出來。 5 由該觀測結果得知，該材料於射入之藍色光透過之同 時’其一部份轉換成於53〇nm附近具有顯示峰值之寬廣之光 譜之黃色光，且該等兩色光混合而發出白色光。又，得知 可經由調整材料之厚度調整顏色。 (實施例2) 籲 使用金剛石截切器，由以實施例1製成之光電轉換用陶 竟複σ材料切下薄板。加工該薄板製造可安裝於第頂所示 之發光-極官之圓盤狀之試料，而製成發光二極管。使用 之藍發光一極官晶片之波長係4 70n m。將如前述地得到之白 色發光二極管之1 , , 發光光讀顯示於第10圖。觀察到約470nm 15 之藍色，盘由也$ /、 九電轉換用陶瓷複合材料發出之約530nm之 光。 且’將该發光二極管放入積分球來進行顏色之測量。 ® 結果’發光之顏色於CIE色度圖中之座標為x=〇.27， y=0.34 ’確認為白色。 20 (比較例1) 藉將Al2〇3(99.99% )與Y203(99.999% )以實施例丨所示 之方法'心合、乾燥而得到原料，使Ce之活化量相對於 AAlsOnl吴爾為〇 〇3莫爾。將助熔劑之5重量份之氟化鈀 (BaF2)混合於該原料100重量份，並裝入氧化崎禍，於大 18 1314364 规中進行刪。(:幻小時之燒成。由回到室溫之 容液洗淨除去助溶劑。將由如前述二 人^舌化之YAG粉末4〇重量份與環氧樹脂1⑼重量二 ㈣贿且丨小時、15心4㈣ ^ 硬化而得到成形體。將此加工成圓盤狀而製成第 發先—騎。圓盤之厚度係輕成使發光二極管 與實施例2相同之顏色。如此地決定之圓盤之厚度，大致!： 實施例2之喊複合村料之圓盤之厚度相同。發光二極管之 顏色於cm色度圖中之座標為㈣27，y=Q %。以積分球測 10 15
量380nm〜780nm之範圍中之如前述地製成之發光二極管之 放射能。亦同樣地測量實施例2所述之發光二極管之放射 能。將如此地得狀白色發光二歸之發絲顧示於第 10圖。結果，以比較例1為基準時，實施例2之放射能約15 倍。由此可知，本發明之波長轉換陶瓷複合材料可製成光 透過率更佳，且更高亮度之發光二極管。
產業上之可利用性 本發明之光電轉換用陶瓷複合材料，亮度、光混合性 優異，且耐熱性、耐紫外性亦優良。特別是將藍色發光二 極管之藍色光轉換成白色光之性能優異，因此，是具有發 20 光二極管之消耗電力低，且壽命長之優點之照明用光源’ 實用價值高。 I：圖式簡單說明3 第1圖係顯示習知技術之發光二極管之截面圖。 第2圖係顯示本發明之發光二極管之例之截面圖。 19 1314364 第3圖係顯示實施例所得到之材料之組織構造之電子 顯微鏡照片。 第4圖係顯示實施例所得到之材料中之YAG相之存在 形態之電子顯微鏡照片。 5 第5圖係顯示實施例1所得到之材料之螢光特性之光 譜。 第6圖係顯示螢光特性測定法之概略之圖。 第7圖係顯示檢測器測出之檢測例之圖。 第8圖係顯示光電轉換材料之材料厚度與螢光特性之 10 關係例之圖。 第9圖係顯示光電轉換材料之材料厚度與螢光特性之 關係例之圖。針對530nm光放大比例尺。 第10圖係顯示實施例2、與比較例所得到之材料之螢光 特性之光譜。 15 【圖式之主要元件代表符號表】 1.. .發光二極管(LED)晶片 2.. .塗布層 3.. .模層 4.. .導電性電線 5.6.. .導線 8.. .光電轉換用陶瓷複合材料 12.. .射入光 13.. .試料 14.. .鏡 20 1314364 15.. .由鏡反射之光 16.. .檢測器

Claims (1)

1314364 拾、申請專利範圍： 1. 一種光電轉換用陶瓷複合材料，係由兩種以上之以兩種 以上之氧化物分別作為成分的母材相所形成之凝固 體，且前述兩種以上之氧化物係選自於由金屬氧化物與 5 自兩種以上之金屬氧化物生成之複合氧化物所構成之 群，又，前述母材相之至少一個係由已活化之乳化物構 成之螢光體相。 2. 如申請專利範圍第〖項之光電轉換用陶瓷複合村料，其 中前述凝固體係藉單方向凝固法得到者。 10 3·如申請專利範圍第1項之光電轉換用陶瓷複合材料，其 中各前述母材相係連續且三維地排列而相互糾結存在。 4.如申請專利範圍第1〜3項中任一項之光電轉換用陶瓷 複合材料，其中前述金屬氧化物係選自於由Al2〇3、 MgO、Si02、Ti02、Zr02、CaO、Υ2〇3、BaO、BeO、 15 FeO、Fe203、MnO、CoO ' Nb205、Ta205、Cr203、SrO、 ZnO、NiO、Li20、Ga203、Hf02、Th〇2、U02、Sn〇2、 及稀土類元素氧化物（La203、Y203、Ce02、Pr6Ou、 Nd2〇3 ' Sm2〇3 ' Gd2〇3 ' Eli2〇3 ' Tb4〇7 ' Dy2〇3 ' H〇2〇3 ' Er203、Tm203、Yb203 ' Lu203)構成之群者。 20 5.如申請專利範圍第1〜3項中任一項之光電轉換用陶瓷 複合材料，其中前述由兩種以上之金屬氧化物生成之複 合氧化物係選自於由3Al2〇3 · 2Si02(Mullite)、MgO · Al2〇3、Al2〇3.Ti〇2、Ba0.6Al2〇3、BaO.Al203、BeO· 3Α12〇3、BeO · Al2〇3、3BeO . Al2〇3、CaO · Ti02、CaO · 22 Nb203、CaO · Zr02、2CoO . Ti02、FeAl204、ΜηΑ1204、 3MgO · Y203、2MgO · Si02、MgCr204、MgO · Ti02、 MgO · Ta205、MnO · Ti02、2MnO · Ti02、3SrO · A1203、 SrO · A1203、SrO · 2Al203SrO · 6A1203、SrO · Ti03、 Ti02 · 3Nb205 ' Ti02 · Nb205'3Y203 · 5A1203'2Y203 * A1203、2MgO. 2A1203 · 5Si02、LaA103、CeA103、PrA103、 NdA103、SmA103、EuA103、GdA103、DyA103、Yb4Al209、 Er3Al5012、11A1203 · La203、11A1203 · Nd203、11A1203 · Pr203、EuA1"018、2Gd203 · A1203、11A1203 · Sm203、 Yb3Al5012、CeAluO丨8、及 Er4Al209構成之群者。 如申請專利範圍第1〜3項中任一項之光電轉換用陶瓷 複合材料，其中構成前述母材之相係α -Al2〇3相及 Y3A15012(YAG)相之 2 相。 如申請專利範圍第1〜3項中任一項之光電轉換用陶瓷 複合材料，其中前述活化元素係鈽。 一種光電轉換方法，係使用如申請專利範圍第1〜7項中 任一項之光電轉換用陶瓷複合材料，使由發光二極管發 出之光之顏色改變成另外之顏色。 一種光電轉換方法，係使用構成母材之相為α_Α12〇3相 及YAG相，且該yag相為業已以鈽活化之螢光體之光 電轉換用陶瓷複合材料，使藍色光變成白色光。 —種發光二極管，包含有：發光二極管；及如申請專利 範圍第1〜7項中任一項之光電轉換用陶瓷複合材料。 如申請專利範圍第10項之發光二極管，其中前述光電 1314364 轉換用陶瓷複合材料含有藉前述發光二極管放出之可 見光激發而放出波長較激發波長更長之可見光之螢光 的母材相。 12.如申請專利範圍第10或11項之發光二極管，其中前述 5 光電轉換用陶瓷複合材料係用以將由前述發光二極管 發出之藍色光轉換成白色光者。
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