光转换用陶瓷复合材料、其制造方法、及具备其的发光装置制造方法及图纸

本发明专利技术的课题在于提供一种作为白色发光二极体等光器件的光转换构件而耐热性、耐久性等优异、光源的光与萤光的比率调节较为容易、可减少放射光的色不均或偏差、进而具有较高的内部量子效率及萤光强度的光转换用陶瓷复合材料、其制造方法、及具备其的光转换效率较高的发光装置。本发明专利技术提供一种光转换用陶瓷复合材料，由萤光相及透光相所构成，其特征在于：上述萤光相为含有Ln3Al5O12∶Ce(Ln为选自Y、Lu、及Tb中的至少一种元素，Ce为活化元素)的相，上述透光相为含有LaAl11O18的相。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种可利用于显示器、照明、及背光光源等的发光二极体等发光装置所使用的光转换用陶瓷复合材料、其制造方法、及具备其的发光装置。
技术介绍
近年来，积极地进行以蓝色发光元件为发光源的白色发光装置的开发研究。特别是，使用蓝色发光二极体元件的白色发光二极体轻量、不使用水银、且寿命长，因此预测今后的需要会急速地扩大。再者，将使用发光二极体元件作为发光元件的发光装置称为发光二极体。作为将蓝色发光二极体元件的蓝色光转换为白色光的方法，最普遍进行的方法如下：通过混合与蓝色为补色关系的黄色而类似地获得白色。例如，如专利文献1所记载，在发出蓝色光的二极体元件的整个面，设置含有吸收蓝色光的一部分并发出黄色光的萤光体的涂层，并于涂层之上设置将光源的蓝色光与来自萤光体的黄色光混色的模层等，由此可构成白色发光二极体。作为萤光体，使用通过铈而活化的YAG(Y3Al5O12)(以下，记为YAG∶Ce)粉末等。然而，有人指出，专利文献1所代表的目前普遍使用的白色发光二极体的构造将萤光体粉末与环氧树脂等树脂混合而涂布，故而确保萤光体粉末与树脂的混合状态的均匀性、及涂布膜的厚度的稳定化等的控制较为困难，易于产生白色发光二极体的色不均、偏差。又，无论是为了涂布萤光体粉末、抑或是为了不对光源的一部分蓝色光进行光转换而使该蓝色光穿透涂布膜而均需求的具有透光性的树脂其耐热性较差，故而易由来自发光元件的热导致变性并因该变性而引起穿透率下降。因此，成为目前要求的白色发光二极体的高输出化的瓶颈。因此，进行作为白色发光二极体等光器件的光转换构件不使用树脂而构成的具有萤光相的无机系光转换材料的研究，又，进行将该材料用作光转换构件的光器件的研究。例如，专利文献2中，揭示有如下波长转换构件：将通式M3(Al1－vGav)5O12∶Ce(式中，M为选自Lu、Y、Gd、及Tb中的至少一种，v满足0≦v≦0.8)表示的通过铈(Ce)而活化的铝酸盐萤光体粉末与玻璃材料混合，并使玻璃材料溶融，由此使萤光体粉末分散于玻璃材料中而获得。又，专利文献3中，揭示有通过烧结而获得的具有萤光体相及基材相的陶瓷复合体，该萤光体相是由含有Ce的YAG所构成，该基材相是由Al2O3等透光性陶瓷所构成。[
技术介绍
文献][专利文献][专利文献1]日本特开2000－208815号公报[专利文献2]日本特开2008－041796号公报[专利文献3]日本特开2012－062459号公报
技术实现思路
[专利技术所欲解决的课题]然而，专利文献2所记载的波长转换构件存在如下问题：由于基材为玻璃，故而虽耐热性、耐久性得到改善，但难以使萤光体粉末均匀地分散于作为基材的玻璃，于放射的光中易产生色不均、或因放射角度引起的偏差。又，专利文献3所记载的陶瓷复合体系基材(透光相)为陶瓷，且并非于透光相分散有萤光体粉末的构造，因此不存在耐热性、耐久性等问题，且亦不存在萤光体粉末的分散性的问题，但光学特性的提高需要进一步的改进。因此，本专利技术的目的在于提供一种作为白色发光二极体等光器件的光转换构件而耐热性、耐久性等优异、光源的光与萤光的比率调节较为容易、且可减少放射光的色不均或偏差、进而具有较高的内部量子效率及萤光强度的光转换用陶瓷复合材料、其制造方法、及具备其的光转换效率较高的发光装置。[解决课题的技术手段]本专利技术人等为了解决上述课题已进行潜心研究，结果发现：由含有Ln3Al5O12∶Ce(Ln为选自Y、Lu、及Tb中的至少一种元素，Ce为活化元素)的萤光相、及含有LaAl11O18的透光相所构成的光转换用陶瓷复合材料具有较高的内部量子效率及萤光强度，又，发现：使用该光转换用陶瓷复合材料的发光装置其光转换效率较高，从而完成本专利技术。即，本专利技术涉及一种光转换用陶瓷复合材料，由萤光相及透光相所构成，其特征在于：上述萤光相为含有Ln3Al5O12∶Ce(Ln为选自Y、Lu、及Tb中的至少一种元素，Ce为活化元素)的相，上述透光相为含有LaAl11O18的相。本专利技术中，上述萤光相优选为含有(Ln,La)3Al5O12∶Ce(Ln为选自Y、Lu、及Tb中的至少一种元素，Ce为活化元素)的相。又，上述透光相优选为于透光相中含有9～100质量％的LaAl11O18的相。又，上述透光相优选为进而含有选自α－Al2O3及LaAlO3中的至少一种的相。又，上述光转换用陶瓷复合材料优选为在烧成后，在非活性气体环境或还原性气体环境中以1000～2000℃受到热处理。又，本专利技术涉及一种发光装置，其具备发光元件及上述记载的光转换用陶瓷复合材料。又，本专利技术涉及一种发光装置，具备：发光元件，其于波长420～500nm具有波峰；及如上述记载的光转换用陶瓷复合材料，其发出于540～580nm具有主波长的萤光。本专利技术中，优选为上述发光元件为发光二极体元件。又，本专利技术涉及一种光转换用陶瓷复合材料的制造方法，具备如下步骤：煅烧步骤，其对含有Al源化合物、Ln源化合物(Ln为选自Y、Lu、及Tb中的至少一种元素)、及Ce源化合物的混合粉末进行煅烧；及烧成步骤，其将对上述煅烧步骤中所获得的煅烧粉末100质量％添加有以氧化物换算计为1～50质量％的La源化合物的含La混合粉末进行烧成。本专利技术中，优选为于上述烧成步骤后具备热处理步骤，该热处理步骤于非活性气体环境或还原性气体环境中以1000～2000℃进行热处理。又，上述含La混合粉末优选为在通过选自压制成形法、片成形法、及挤压成形法中的至少一种成形法而成形后被烧成。[专利技术的效果]根据本专利技术，可提供一种作为白色发光二极体等光器件的光转换构件而耐热性、耐久性等优异、光源的光与萤光的比率调节较为容易、可减少放射光的色不均或偏差、进而具有较高的内部量子效率及萤光强度的光转换用陶瓷复合材料及其制造方法。又，可提供一种不使用因光或热而劣化的树脂等，而可由无机结晶质物质构成发光二极体等光器件的光转换部的透光相、寿命长且光转换效率较高的发光装置。附图说明图1表示(a)实施例21、(b)实施例18、及(c)比较例3的SEM照片的图。图2表示(a)实施例35及(b)比较例3的萤光相粒子与透光相粒子的界面部分的暗视野STEM照片的图。具体实施方式以下，详细地对本专利技术进行说明。(光转换用陶瓷复合材料)本专利技术的光转换用陶瓷复合材料由萤光相及透光相所构成，其特征在于：上述萤光相为含有Ln3Al5O12∶Ce(Ln为选自Y、Lu、及Tb中的至少一种元素，Ce为活化元素)的相，上述透光相为含有LaAl11O18的相。本专利技术的光转换用陶瓷复合材料由萤光相及透光相所构成，该萤光相将所接收到的光转换为不同波长的光并发出、即具有萤光性；该透光相不将所接收到的光转换为不同波长的光而直接使该所接收到的光穿透。通过调节上述萤光相与上述透光相的比率，可调节通过萤光相而转换的光、与不转换而穿透透光相的光的比率，从而可调节将本专利技术的光转换用陶瓷复合材料用作光转换部的光器件所发出的光的色度。本专利技术的光转换用陶瓷复合材料中，萤光相的比率优选为10～90质量％。其原因在于，若为该范围的比率，则可较高地保持光转换用陶瓷复合材料的光转换效率，又，在应用于光器件的光转换部时，不会发生光转换用陶瓷复合材料的厚度变得过小而处理变得困难的情况。根据相同的观点，萤光相的比率本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光转换用陶瓷复合材料，由萤光相及透光相所构成，其特征在于：上述萤光相为含有Ln3Al5O12∶Ce(Ln为选自Y、Lu、及Tb中的至少一种元素，Ce为活化元素)的相，且上述透光相为含有LaAl11O18的相。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.18 JP 2014-0543611.一种光转换用陶瓷复合材料，由萤光相及透光相所构成，其特征在于：上述萤光相为含有Ln3Al5O12∶Ce(Ln为选自Y、Lu、及Tb中的至少一种元素，Ce为活化元素)的相，且上述透光相为含有LaAl11O18的相。2.根据权利要求1所述的光转换用陶瓷复合材料，其中，上述萤光相为含有(Ln,La)3Al5O12∶Ce(Ln为选自Y、Lu、及Tb中的至少一种元素，Ce为活化元素)的相。3.根据权利要求1或2所述的光转换用陶瓷复合材料，其中，上述透光相为含有9～100质量％的LaAl11O18的相。4.根据权利要求1或2所述的光转换用陶瓷复合材料，其中，上述透光相为进而含有选自α－Al2O3及LaAlO3中的至少一种的相。5.根据权利要求1至4项中任一项所述的光转换用陶瓷复合材料，其中，上述光转换用陶瓷复合材料于烧成后在非活性气体环境或还原性气体环境中以1000～2000℃受到热处理。6.一种发光装置，其具备发光元件、及权利要求1至5...

【专利技术属性】
技术研发人员：朝位昇平，山永正孝，锹原和记，长尾有记，柴田耕司，河野孝史，
申请(专利权)人：宇部兴产株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP