波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換煅燒體的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及發(fā)光二極管（L邸；Li曲t血ittingDiode)或激光二極管（LD;Laser Diode)等發(fā)光元件中均可使用的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換鍛燒體。
【背景技術(shù)】
[0002] 從省電、長(zhǎng)壽命和小尺寸等觀點(diǎn)出發(fā)，LED可應(yīng)用于移動(dòng)電話或各種顯示裝置等。 此外，隨著近年來(lái)發(fā)光效率的提高，在照明用途也受到關(guān)注并迅速普及。
[0003] 目前，就白色L邸照明而言，通過將由藍(lán)色L邸產(chǎn)生的發(fā)光與來(lái)自于接受該藍(lán)色光 入射光并發(fā)光成作為藍(lán)色互補(bǔ)色的黃色的巧光體的出射光混合而得到白色光的方法成為 主流。使用該樣的巧光體的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換部件目前通常為在樹脂中分散有巧光體粉末的部件， 但近年來(lái)從耐熱性的觀點(diǎn)出發(fā)，多使用制成與陶瓷的復(fù)合體的部件。
[0004] 但是，在要求均勻的發(fā)光色的L邸照明中，使用所述陶瓷復(fù)合體的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換部件 具有容易產(chǎn)生顏色不均勻的課題。
[0005] 與之相對(duì)的是，例如在日本特開2010-157637號(hào)公報(bào)中記載了通過對(duì)部件表面實(shí) 施凹凸加工，從而將經(jīng)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換的二次光反射或折射W在不規(guī)則方向散射，可消除亮度不 均勻和顏色不均勻的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換燒結(jié)體。
[0006] 具體而言，記載了通過對(duì)無(wú)機(jī)物與巧光體的燒結(jié)體進(jìn)行濕式蝕刻處理，優(yōu)先地將 巧光體粒子溶解，通過在表面形成不規(guī)則的凹凸和設(shè)為使巧光體粒子遠(yuǎn)離表面的配置，從 而提高所述二次光的散射性。
[0007] 另外，作為在白色L邸照明中使用的目前接受藍(lán)色光并發(fā)出黃色光的巧光體，例 如已知含有Ce(錦）的YAG(錠?侶?石惱石）類巧光體。若對(duì)該樣的YAG類巧光體照 射藍(lán)色光，則可通過將照射的藍(lán)色光與YAG類巧光體所發(fā)出的巧光色混色而得到白色光。 [000引但是，在日本特開2010-157637號(hào)公報(bào)中記載的通過蝕刻處理而粗面化的波長(zhǎng)轉(zhuǎn) 換燒結(jié)體由于存在巧光體粒子與無(wú)機(jī)物的蝕刻速率差，所W隨著巧光體粒子的溶解，形成 主要由所述無(wú)機(jī)物構(gòu)成的表層。由此，在波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換燒結(jié)體面內(nèi)出現(xiàn)巧光體粒子濃度的不均 勻分布，不能說(shuō)從所述表層射出的光的顏色不均勻得到充分改善。
[0009] 另外，通過所述蝕刻處理，巧光體粒子被浸蝕，巧光體粒子表層的結(jié)晶性降低，有 無(wú)法得到足夠的發(fā)光效率的課題。
[0010] 此外，由于無(wú)機(jī)物表面的凹凸程度嚴(yán)重，所W機(jī)械強(qiáng)度低，有在安裝時(shí)或使用時(shí)容 易產(chǎn)生破裂的技術(shù)性課題。
[0011] 本發(fā)明為了解決上述技術(shù)性課題而實(shí)施，其目的在于，提供一種可抑制出射光的 顏色不均勻，并且具有優(yōu)異的發(fā)光效率，可抑制機(jī)械強(qiáng)度的降低的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換鍛燒體。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 本發(fā)明為了解決上述技術(shù)性課題而實(shí)施，本發(fā)明所設(shè)及的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換鍛燒體的特征 在于，其是一個(gè)主面為光的入射面，且與所述入射面相反側(cè)的主面為光的出射面的板狀體， 所述板狀體由w下鍛燒體構(gòu)成，所述鍛燒體是由含有活化劑（賦活剤）的巧光性材料粒子 和透光性材料粒子構(gòu)成的氣孔率為1.0%W下的鍛燒體，至少所述入射面和所述出射面是 所述巧光性材料粒子和透光性材料粒子未經(jīng)加工而露出的鍛燒面，且4mm測(cè)定長(zhǎng)度下的10 點(diǎn)平均算術(shù)平均粗趟度Ra為0. 1 y m W上且0. 5 y m W下，在所述表面露出的巧光性材料粒 子的1 y m測(cè)定長(zhǎng)度下的20點(diǎn)平均算術(shù)平均粗趟度Ral為0. 2nm W上且0. 5nm W下，且在 所述表面露出的透光性材料粒子的1 ym測(cè)定長(zhǎng)度下的20點(diǎn)平均算術(shù)平均粗趟度Ra2為 0. 3nm W上且0. 7nm W下。
[0013] 根據(jù)該樣的本發(fā)明所設(shè)及的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換鍛燒體，可抑制出射光的顏色不均勻，并且 具有優(yōu)異的發(fā)光效率，可抑制機(jī)械強(qiáng)度的降低。
[0014] 此處，希望所述巧光性材料粒子的20個(gè)平均直徑dl為0. 5 ym W上且5 ym W下， 且所述透光性材料粒子的20個(gè)平均直徑d2為1 y m W上且10 y m W下，所述巧光性材料粒 子所占的比例為22容積％W上且35容積％ ^下，且所述透光性材料粒子所占的比例為65 容積％W上且78容積％W下。
[0015] 通過該樣構(gòu)成，可得到顏色不均勻更少，并且發(fā)光效率更高的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換鍛燒體。
[0016] 另外，希望所述巧光性材料粒子的20個(gè)平均直徑dl為所述透光性材料粒子的20 個(gè)平均直徑d2的0. 1倍W上且0. 78倍W下。
[0017] 通過該樣構(gòu)成，可得到顏色不均勻更少的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換鍛燒體。
[0018] 此外，希望在所述表面露出的透光性材料粒子的1 ym測(cè)定長(zhǎng)度下的20點(diǎn)平均算 術(shù)平均粗趟度Ra2為在所述表面露出的巧光性材料粒子的1 y m測(cè)定長(zhǎng)度下的20點(diǎn)平均算 術(shù)平均粗趟度Ral的1.2倍W上且2.0倍W下。
[0019] 通過該樣構(gòu)成，可得到進(jìn)一步提高發(fā)光效率的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換鍛燒體。
[0020] 另外，希望所述巧光性材料為W通式A3Bs〇i2:Ce(A為選自Y、Gd、Tb、孔和Lu中的 至少1種，B為選自Al、Ga和Sc中的至少1種。）表示的物質(zhì)，所述透光性材料為Al2〇3或 在Al2〇3中含有選自Sc2〇3、Ga2〇3中的1種的物質(zhì)。
[0021] 通過使用該些材料，可更有效且可靠地制備上述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換鍛燒體，可制備由板狀 體構(gòu)成的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換鍛燒體。
[0022] 需說(shuō)明的是，除了單體的情況W外，上述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換鍛燒體也可在內(nèi)部含有活化劑 擴(kuò)散抑制層（中間層）、支持體層。
[0023] 此外，在內(nèi)部具有活化劑擴(kuò)散抑制層（中間層）的本發(fā)明所設(shè)及的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換鍛燒 體的特征在于，具有：由含有活化劑的YAG類巧光性材料和Al2〇3構(gòu)成的第1層，在所述第1 層上層壓并由直徑為20 y m W上且300 y m W下的粒子占所有粒子個(gè)數(shù)的90% W上的Al2〇3 構(gòu)成的中間層，和在所述中間層上層壓并由所述第1層的活化劑含量的10% W下的YAG類 材料和Al2〇3構(gòu)成的第2層；具有在所述各層內(nèi)將Al2〇3粒子彼此連結(jié)，與此同時(shí)在各層界面 也將Al2〇3粒子彼此連結(jié)的連結(jié)結(jié)構(gòu)，并且所述第1層、中間層和第2層均由氣孔率為1. 0% W下的鍛燒體構(gòu)成，所述第1層和第2層的表面為未經(jīng)加工而露出的鍛燒面，且4mm測(cè)定長(zhǎng) 度下的10點(diǎn)平均算術(shù)平均粗趟度Ra為0. 1 y m W上且0. 5 y m W下，在所述表面露出的所述 YAG類巧光性材料粒子和YAG類材料的1 y m測(cè)定長(zhǎng)度下的20點(diǎn)平均算術(shù)平均粗趟度Ral 為0. 2nm W上且0. 5nm W下，且在所述表面露出的AI2O3粒子的1 y m測(cè)定長(zhǎng)度下的20點(diǎn)平 均算術(shù)平均粗趟度Ra2為0. 3皿W上且0. 7皿W下。
[0024] 根據(jù)該樣的本發(fā)明所設(shè)及的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換鍛燒體，可抑制出射光的顏色不均勻，并且 具有優(yōu)異的發(fā)光效率，可抑制機(jī)械強(qiáng)度的降低，與此同時(shí)，如上所述，通過制成在含有W下 材料的第1層和含有YAG類材料的第2層之間配置中間層而成的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換鍛燒體，所述材 料為含有活化劑的YAG類巧光性材料，可提供通過所述中間層抑制活化劑從所述第1層向 第2層的擴(kuò)散，具有高的散熱性并W更高的發(fā)光效率射出所希望的色調(diào)的光，并且剛性高 的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換鍛燒體。
[0025] 此處，優(yōu)選所述第1層中的含有活化劑的YAG類巧光性材料粒子和所述第2層中 的YAG類材料粒子的20個(gè)平均直徑dl為0. 5 y m W上且5 y m W下，且所述第1、2層的各層 中的所述Al2〇3粒子的20個(gè)平均直徑d2為1 ym W上且10 ym W下，在所述第1、2層的各 層中所述第1層中的含有活化劑的YAG類巧光性材料粒子和所述第2層中的YAG材料粒子 所占的比例為22容積％W上且35容積％ ^下，且在所述第1層和所述第2層中所述Al2〇3 粒子所占的比例分別為65容積％W上且78容積％W下。
[0026] 如上所述，通過設(shè)定粒徑和含有容積比例，可使出射光的散射性良好，可進(jìn)一步降 低出射光的視角依賴性，與此同時(shí)特別是可進(jìn)一步降低第1層中的YAG類巧光性材料的不 均勻分布所伴有的出射光的面內(nèi)顏色不均勻。
[0027] 另外，優(yōu)選所述第1層中的含有活化劑的YAG類巧光性材料粒子和所述第2層中 的所述YAG類材料粒子的各層中的20個(gè)平均直徑dl為所述Al2〇3粒子的20個(gè)平均直徑d2 的0. 1倍W上且0. 78倍W下。
[002引通過該樣構(gòu)成，可得到顏色不均勻更少的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換鍛燒體。
[0029] 另外，優(yōu)選在所述表面露出的Al2〇3粒子的1 ym測(cè)定長(zhǎng)度下的20點(diǎn)平均算術(shù)平 均粗趟度Ra2為在所述表面露出的所述第1層中的含有活化劑的YAG類巧光性材料粒子和 所述第2層中的YAG類材料粒子的各層中的1 y m測(cè)定長(zhǎng)度下的20點(diǎn)平均算術(shù)平均粗趟度 Ral的1. 2倍W上且2. 0倍W下。
[0030] 通過該樣構(gòu)成，可得到進(jìn)一步提高發(fā)光效率的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換鍛燒體。
[0031] 另外，優(yōu)選在將整體計(jì)為100的將所述第1層中的含有活化劑的YAG類巧光材料 的容積組成比計(jì)為a的情況下，a為22~35,在將整體計(jì)為100的將所述第2層中的YAG類 材料的容積組成比計(jì)為b的情況下，b為25~40,并且所述b比所述a大。
[0032] 通過將上述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換鍛燒體用于將所述第2層位于發(fā)光元件的上面并從發(fā)光元 件照射藍(lán)色光的方式，從發(fā)光元件釋放出的藍(lán)色光在YAG類材料的容積組成比大的第2層 進(jìn)一步擴(kuò)散，在對(duì)所述第1層進(jìn)行照射時(shí)，藍(lán)色光變?yōu)楦鶆虻財(cái)U(kuò)散的狀態(tài)，可抑制局部的 照射不均勻所伴有的發(fā)熱，可進(jìn)一步提高發(fā)光效率。
[0033] 此外，優(yōu)選所述第1層所含有的含有活化劑的YAG類巧光性材料為 (Yi_sGds)3(Ali_tGat)5〇c:Ce(0《S《0. 33、0《t《0.。。
[0034] 通過該樣的YAG類巧光性材料，可更可靠地制備上述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換鍛燒體，與此同時(shí) 可使上述本發(fā)明的效果更顯著。
[0035] 根據(jù)本發(fā)明，可得到可抑制出射光的顏色不均勻，并且具有優(yōu)異的發(fā)光效率，可抑 制機(jī)械強(qiáng)度的降低的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換鍛燒體。
[0036] 因此，本發(fā)明所設(shè)及的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換鍛燒體可適合用于使用L邸或LD等的發(fā)光裝置， 特別是在白色L邸照明中適合得到無(wú)顏色不均勻的穩(wěn)定的白色發(fā)光。
[0037]另外，根據(jù)本發(fā)明，進(jìn)一步通過制成在含有W下材料的第1層與含有YAG類材料的 第2層之間配置中間層而成的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換鍛燒體，所述材料為含有活化劑的YAG類巧光性材 料，從而可得到通過所述中間層抑制活化劑從所述第1層向第2層的擴(kuò)散，具有高的散熱性 并可W高的發(fā)光效率射出所希望的色調(diào)的光，并且剛性高的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換鍛燒體。
【附圖說(shuō)明】
[003引圖1為本發(fā)明所設(shè)及的第1實(shí)施方式的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換鍛燒體的示意截面圖。
[0039] 圖2為本發(fā)明所設(shè)及的第2實(shí)施方式的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換鍛燒體的截面圖。
[0040] 圖3為示出將圖2的第2實(shí)施方式的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換鍛燒體配置于發(fā)光元件上的狀態(tài)的 截面圖。
[0041] 圖4為現(xiàn)有的光電設(shè)備的截面圖。
[0042] 圖5為圖4的光電設(shè)備所具備的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件的截面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0043] W下，對(duì)于本發(fā)明的第1實(shí)施方式，參照?qǐng)D1詳細(xì)地進(jìn)行說(shuō)明。
[0044] 在圖1中示出本發(fā)明所設(shè)及的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換鍛燒體的截面圖。如圖1所示，本發(fā)明所 設(shè)及的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換鍛燒體1是一個(gè)主面為光的入射面2,且與入射面2相反側(cè)的主面為光的出 射面3的板狀體。
[0045] 所述板狀體1由W下鍛燒體構(gòu)成，所述鍛燒體是由含有活化劑的巧光性材料粒子 和透光性材料粒子構(gòu)成的氣孔率為1. 0%W下的鍛燒體。
[0046] 若所述氣孔率超過1. 0%，則不僅機(jī)械強(qiáng)度降低，而且至入射面2側(cè)的回光的比例 因過度的散射而增加，產(chǎn)生發(fā)光效率降低的問題。為了解決該些問題、且對(duì)從波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換鍛燒 體射出的光賦予適度的散射性W降低顏色不均勻，優(yōu)選所述氣孔率為0. 1%W上且1. 0%W 下。
[0047] 另外，在與藍(lán)色發(fā)光元件等組合W得到白色發(fā)光的情況下，作為所述巧光性材料， 使用W通式A3Bs〇i2:Ce (A為選自Y、Gd、Tb、孔和Lu中的至少1種，B為選自A1、Ga和Sc 中的至少1種。）表示的物質(zhì)；另外，作為所述透光性材料，適合使用AI2