波长变换用无机成型体及其制造方法以及发光装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供厚度、形状以及使用的无机荧光体的限制少的波长变换用无机成型体及其制造方法以及发光装置。无机成型体（波长变换用无机成型体）（1）具有基板（2）和设置在基板（2）上的含有粒状的无机荧光体（31）的荧光体层（3）。另外，粒状的无机荧光体（31）被覆盖无机荧光体（31）的粒子且使该粒子彼此相互固定的由陶瓷构成的覆盖层（32）所覆盖。另外，在荧光体层（3）的内部形成有空隙（33），在荧光体层（3）的表面形成有由无机荧光体（31）的粒子的粒径引起的凹凸形状。

【技术实现步骤摘要】
波长变换用无机成型体及其制造方法以及发光装置
本专利技术涉及由含有粒状的无机荧光体的无机材料构成的波长变换用无机成型体及其制造方法以及发光装置。
技术介绍
在发光二极管、半导体激光器等半导体发光元件中，有使用含有荧光体的颜色变换用成型体（波长变换用成型体）将半导体发光元件发出的光的颜色的一部分或全部进行颜色变换（波长变换），变换发光颜色（发光波长）而输出的发光装置。另外，这样的发光装置也可以用于前照灯、投影仪等要求高输出的用途。以往，作为这样的发光装置中使用的颜色变换用成型体，使用在耐热性·耐光性较良好的有机硅树脂中分散荧光体而成型的颜色变换用成型体。然而，近年的应对使用了LED（发光二极管）、LD（激光二极管）等半导体发光元件的光源进一步高输出化·高负荷化的严酷的用途中，存在用于颜色变换用成型体的树脂发生劣化的情况。因此，将不含树脂、有机物，仅含无机荧光体，或者使无机荧光体和透明的无机材料烧结成型为板状的颜色变换用的陶瓷成型体作为高输出·高负荷用途颜色变换用成型体而使用的LED、LD开始得到实用化。另外，作为仅由无机材料构成的颜色变换用的陶瓷成型体的制造方法已提出各种方法。例如，专利文献1中，作为耐久性好的发光变换体举例记载了无机氧化物的稀土类石榴石系化合物、特别是YAG（钇·铝·石榴石）系荧光体。制造方法没有详细记载，但其利用由陶瓷基材料制成多晶陶瓷体，其后，掺杂作为发光中心的赋活剂的方法来制成发光变换体。其后，记载了将作为该发光变换体的多晶陶瓷体与半导体发光元件组合使用的方法。专利文献2中，记载了作为发光颜色变换部件的添加有无机荧光体的玻璃的构成和制造方法。此处，例举了氧化物系荧光体的YAG系荧光体。专利文献3中，记载了在高温高压下使无机荧光体烧结而的德奥作为颜色变换体的发光陶瓷的方法。另外，专利文献4中，公开了由荧光体粉末和玻璃粉末生成片，将其导入高温的炉内来制造无机颜色变换玻璃片的方法。其中，作为将各种的化合物的荧光体制成无机颜色变换玻璃片的方法，记载了利用熔点为400℃以下的低熔点玻璃的方法。另外，专利文献5中，作为光变换用陶瓷复合体的制造方法，记载了将YAG系荧光体从氧化铝等的熔液析出·生长的方法。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2004-146835号公报专利文献2：日本特开2003-258308号公报专利文献3：日本特开2006-5367号公报专利文献4：日本特开2006-37097号公报专利文献5：日本特开2006-169422号公报
技术实现思路
然而，专利文献1～专利文献5所记载的陶瓷成型体均是使无机材料烧结或者熔融而制成的。通过烧结、熔融而制成的陶瓷成型体通常由块（bulk）状的陶瓷通过切片、研磨等加工而成型为所希望的形状。因此，例如成型为板状的情况下，厚度的薄化有限制。而且，将荧光体与除荧光体以外的无机材料烧结而成型为陶瓷体的情况下，制成的陶瓷成型体中的荧光体的含有率低，所以为了进行充分的颜色变换，需要相当厚的厚度。另外，以往的陶瓷成型体需要从块状的陶瓷切出而成型为所希望的形状，所以可加工的成型体的形状有限制。另外，作为无机的红色荧光体，例如已知有以CaSiAlN3：Eu为基本组成的CASN以及进一步大量含有Sr的SCASN等氮化物荧光体，但只能作为粒状物获得，无法制成块状的荧光体。另外，氮化物荧光体大多不耐热，因烧结时的热而荧光体失活，所以无法通过烧结而制成含有这些荧光体的成型体。本专利技术鉴于上述问题，以提供一种厚度、形状以及使用的无机荧光体的限制少的波长变换用无机成型体及其制造方法以及使用了该波长变换用无机成型体的发光装置为课题。本专利技术是为了解决上述的课题而进行的，本专利技术的波长变换用无机成型体具有基体和含有由无机材料构成的波长变换部件（无机波长变换物质）的粒子的无机粒子层，上述无机粒子层具有凝集体、覆盖层和空隙。根据上述的构成，入射到无机粒子层的第1波长的光被波长变换部件所吸收，颜色变换成与第1波长不同的第2波长的光而发光。此时，向无机粒子层入射的入射光因无机粒子层内存在的空隙而发生散射，高效地照射到无机粒子层内的波长变换部件。由此，入射光被波长变换部件的粒子高效地吸收，颜色变换为第2波长的光。其中，波长变换部件（无机波长变换物质）吸收第1波长的光且发出与第1波长不同的第2波长的光，例如为氮化物荧光体、氟化物荧光体等无机荧光体。另外，在无机粒子层中，波长变换部件的粒子是通过该粒子彼此或者该粒子与基体的接触而成为连续地连接的凝集体。而且，基板的表面和波长变换部件的粒子的表面被由无机材料构成的覆盖层连续地覆盖。即，作为进行波长变换的层的无机粒子层的厚度、形状，被波长变换部件的粒子的凝集体的厚度、形状所决定。另外，在无机粒子层的内部形成有空隙，该空隙被所述覆盖层覆盖的所述粒子、或被所述覆盖层覆盖的所述粒子以及被所述覆盖层覆盖的所述基体所包围而成。本专利技术的波长变换用无机成型体的制造方法包括无机粒子层形成工序和覆盖层形成工序，按该顺序进行。根据上述顺序，首先，在无机粒子层形成工序中，在基体上形成含有由吸收第1波长的光且发出与第1波长不同的第2波长的光的无机材料构成的波长变换部件的粒子的凝集体。即，作为进行波长变换的层的无机粒子层的厚度、形状，被波长变换部件的粒子的凝集体的厚度、形状所决定。接下来，在覆盖层形成工序中，形成连续地覆盖基体的表面和波长变换部件的粒子的表面的由无机材料构成的覆盖层。即，上述的凝集体是在维持该形状的状态下，通过覆盖层成为与基体一体化的成型体。根据本专利技术，作为进行波长变换的层的无机粒子层的厚度、形状，在用覆盖层覆盖波长变换部件的粒子的凝集体且在内部设置空隙的状态下决定厚度、形状，所以可自由地规定厚度、形状。另外，通过这样地构成，无机粒子层不仅波长变换部件的含有率得到提高，并且因设于内部的空隙的光散射效果，能够得到高的波长变换效率，所以能够减薄用于得到一定的波长变换率的无机粒子层的厚度。另外，无机粒子层由无机材料构成，不使用树脂等有机材料，所以能够制成即使暴晒于高亮度的光的照射或高温下其经时劣化也少的波长变换用无机成型体。另外，根据本专利技术，作为进行波长变换的层的无机粒子层的厚度、形状，被作为波长变换部件的粒子的凝集体的厚度、形状所取决，所以可以自由地规定厚度、形状。另外，通过利用覆盖层覆盖波长变换部件的粒子的凝集体而制成成型体，所以能够提高无机粒子层中的波长变换部件的含有率，并且利用设于内部的空隙的光散射效果，能够得到高的波长变换效率。因此，能够减薄用于得到一定的波长变换率的无机粒子层的厚度。另外，无机粒子层由无机材料构成，不使用树脂等有机材料，所以能够制成即使暴晒于高亮度的光的照射或高温下其经时劣化也少的波长变换用无机成型体。附图说明图1是表示第1实施方式的无机成型体的构成的图，（a）是示意性的剖视图，（b）是（a）的局部放大图。图2是表示第1实施方式的无机成型体的制造方法的流程的流程图。图3是用于说明第1实施方式的无机成型体的制造工序的示意性的剖视图，（a）表示形成了掩模的情况，（b）表示层叠了荧光体的情况，（c）表示形成了覆盖层的情况，（d）表示除去了掩模的情况。图4是表示第1实施方式的无机成型体的制造方法中的覆盖层形成工序详细处理流程的流程本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种波长变换用无机成型体，其特征在于，具有：基体，设置在所述基体上的无机粒子层，其含有由吸收第1波长的光且发出与所述第1波长不同的第2波长的光的无机波长变换物质构成的粒子；所述无机粒子层具有：所述粒子通过该粒子彼此或者与所述基体接触而连续地连接而成的凝集体，连续地覆盖所述基体的表面和所述粒子的表面的由无机材料构成的覆盖层，以及被所述覆盖层覆盖的所述粒子、或被所述覆盖层覆盖的所述粒子和被所述覆盖层覆盖的所述基体所包围的空隙。

【技术特征摘要】
2012.03.28 JP 2012-072836;2012.04.02 JP 2012-08371.一种波长变换用无机成型体，其特征在于，具有：基体，设置在所述基体上的无机粒子层，其含有由吸收第1波长的光且发出与所述第1波长不同的第2波长的光的无机波长变换物质构成的粒子；所述无机粒子层具有：所述粒子通过该粒子彼此或者与所述基体接触而连续地连接而成的凝集体，通过原子层沉积法连续地覆盖所述粒子的表面与所述基体的表面之间、以及所述粒子彼此的表面的由无机材料构成的覆盖层，以及被所述覆盖层覆盖的所述粒子、或被所述覆盖层覆盖的所述粒子和被所述覆盖层覆盖的所述基体所包围的空隙，所述无机波长变换物质的粒子通过无机粘结材料将该粒子彼此以及将该粒子与所述基体相粘结，所述无机粘结材料是碱土类金属的氢氧化物或碳酸盐。2.根据权利要求1所述的波长变换用无机成型体，其特征在于，所述基体具有透光性。3.根据权利要求1所述的波长变换用无机成型体，其特征在于，在所述基体与所述无机粒子层的界面反射所述第1波长的光和所述第2波长的光。4.根据权利要求1所述的波长变换用无机成型体，其特征在于，所述基体含有吸收所述第1波长的光且发出与所述第1波长和所述第2波长不同的第3波长的光的无机波长变换物质。5.根据权利要求1～4中任一项所述的波长变换用无机成型体，其特征在于，所述无机粒子层中的所述空隙的空隙率为1～50％。6.根据权利要求1～4中任一项所述的波长变换用无机成型体，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：玉置宽人，若木贵功，林忠雄，里芳树，小谷松大祐，杉山卓史，小杉卓生，
申请(专利权)人：日亚化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：