光转换用陶瓷复合体及使用其的发光装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种光转换用陶瓷复合体，所述复合体可将荧光主波长长波长化至580nm，且可于570～580nm的范围内任意调整荧光主波长，并且即便长波长化也不会使荧光强度降低，发光不均得到抑制。进而，本发明提供一种耐热性好，对于白色发光装置的高输出化较佳的光转换用陶瓷复合体。进而，本发明提供一种使用上述光转换用陶瓷复合体的发光装置。本发明的光转换用陶瓷复合体的特征在于：由式(1)所表示的组成物所构成的凝固体，该式(1)所表示的组成物具有至少第1相及第2相的两种氧化物相连续且三维地相互交联而成的组织，且上述第1相为经发出荧光的Ce活化的(Tb,Y)3Al5O12相，上述第2相为Al2O3相。
【专利说明】光转换用陶瓷复合体及使用其的发光装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种可利用于显示器、照明、及背光光源等的发光二极管等发光装置 所使用的光转换用陶瓷复合体。
【背景技术】
[0002] 近年来，以蓝色发光元件为发光源的白色发光装置的开发研究正广泛地进行。特 别是使用蓝色发光二极管元件的白色发光二极管由于重量轻且不使用水银、寿命长，因而 预测今后需求会急速增加。再者，使用发光二极管元件作为发光元件的发光装置称为发光 二极管（LED)。作为将蓝色发光二极管元件的蓝色光转换为白色光的方法，最通常进行的 方法为通过和与蓝色有补色关系的黄色混色，而获得类似白色。例如，如专利文献1所记 载般，通过于发出蓝色光的二极管元件的整个面上设置含有吸收一部分蓝色光而发出黄色 光的荧光体的涂层，且于其上设置将光源的蓝色光与来自荧光体的黄色光混色的成形层 等，可构成白色发光二极管。作为荧光体，使用经铈活化的YAG(Y 3A15012)(以下，有时称为 YAG:Ce)粉末等。
[0003] 在使用蓝色发光二极管元件与YAG:Ce荧光体的白色发光装置中，目前通常使用 的蓝色发光二极管元件的光为峰值波长在460nm附近的蓝色（例如，CIE1391色度座标（以 下，有时简称为色度）Cx = 0. 135、Cy = 0.08)。其原因在于，在该波长区域，YAG:Ce荧光体 的发光效率提高。另一方面，发光波长未经调整的YAG:Ce (以下，有时称为未调整YAG:Ce) 荧光体的颜色为于530?545nm附近具有峰值波长的黄色（例如色度Cx = 0. 41、Cy = 0. 56)。因此，将来自460nm附近的蓝色发光二极管元件的光与来自未调整YAG:Ce荧光体 的光混色时，自白色（例如6000K :色度Cx = 0. 32、Cy = 0. 34)向绿色侧偏离。因此，为了 通过该构成而获得白色，必须使用荧光的峰值波长位于靠红色侧（长波长侧）的YAG:Ce荧 光体。
[0004] 另外，由于白色发光二极管于显示器、照明、及背光光源等用途中所要求的色度范 围（色温）不同，因此所使用的荧光体也必须根据用途而选择。并且，为了使LED的色度稳 定，相比于同时使用多种荧光体而言，较理想为使用一种荧光体。因此，对于具有较宽的荧 光光谱的YAG: Ce荧光体，必须将作为发光波长基准的荧光主波长设定于要求范围内。通常 通过使荧光体材料的峰值波长向长波长侧或短波长侧移动而调整发光波长。
[0005] 作为使荧光体材料的峰值波长移动的方法，例如已知有如下成为公知技术者（非 专利文献1):对于YAG:Ce荧光体，通过增减作为活化剂的Ce的量可使荧光波长的波峰向 长波长侧移动l〇nm左右。另外，通过以Gd元素置换一部分Y元素而使荧光波长的波峰向 长波长侧移动也成为公知技术而众所周知（非专利文献2、3)。在专利文献1中，提出将以 上述方式而将荧光波长向长波长侧调整后的YAG:Ce荧光体与蓝色发光二极管元件组合以 构成白色发光二极管，从而获得白色（色度Cx = 0. 33、Cy = 0. 33)的方法。
[0006] 另一方面，本发明人等提出有一种光转换用陶瓷复合体、及使用蓝色发光元件与 上述光转换用陶瓷复合体而构成的白色发光装置，上述光转换用陶瓷复合体构成如下：由 包含YAG:Ce荧光体相与A1203相的多种氧化物相，所述连续且三维地相互交联而形成的凝 固体（专利文献2)。上述光转换用陶瓷复合体中，YAG:Ce荧光体相均匀地分布，故可稳定 地获得均质的黄色荧光，且由于为陶瓷故而耐热性优异。进而，由于A1 203相为氧化物的主 构成相，因此具有热传导优于树脂分散系，且具备耐紫外线性等优点。另外，由于其本身为 块状体，故而无须如专利文献1般需要树脂来构成白色发光装置。因此，使用光转换用陶瓷 复合体的白色发光装置的不均匀较小，且有极佳的高输出化。
[0007] 关于专利文献2所记载的光转换用陶瓷复合体，本发明人等也指出可通过如专利 文献3所记载的调整凝固体整体的组成，而于550?560nm、或540?580nm的范围内调 整荧光波长的波峰。但是，已知专利文献3所记载的通过单向凝固法而获得的光转换用陶 瓷复合体若增加 Gd或Ce的比例而将荧光波长向长波长侧调整，则存在如下的情况：生成 YAG: Ce荧光体相及YAG: (Gd，Ce)荧光体相、以及A1203相以外的相，而使所获得的白色光的 光谱积分值（总放射束）变小。
[0008] 为了解决该问题，在专利文献4中，通过抑制生成YAG:Ce荧光体相及YAG: (Gd，Ce) 荧光体相、以及A1203相以外的相，而可获得即便将光转换用陶瓷复合体的荧光波长的波峰 向长波长侧调整，也维持高放射束的光转换用陶瓷复合体。
[0009] [现有技术文献]
[0010] [专利文献]
[0011] 专利文献1 :日本特开2000-208815号公报
[0012] 专利文献2 :国际公开第2004/065324号
[0013] 专利文献3 :国际公开第2007/083828号
[0014] 专利文献4 :国际公开第2011/125422号
[0015] [非专利文献]
[0016] 非专利文献 1 :J, Physics and Chemistry of Solids, vol. 65 (2004) p845 - 850
[0017] 非专利文献 2 :Materials integration, vol. 16, No. 7, (2003) p41 - 46
[0018] 非专利文献3 :应用物理第71卷第12号（2002)pl518-1522
【发明内容】
[0019][发明所欲解决的问题]
[0020] 然而，已判明通过专利文献4所记载的方法而获得的光转换用陶瓷复合体存在如 下问题：虽然增加 Gd或Ce的比例而将荧光波长调整为例如570nm以上时可维持高放射束， 但于光转换用陶瓷复合体的光出射面内会产生光的不均。因此，在使用光转换用陶瓷复合 体的白色发光装置中，也存在所述发光不均变大的问题。
[0021] 因此，本发明的目的在于提供一种可将荧光主波长长波长化至580nm，且可于 570?580nm的范围内任意地调整荧光主波长，并且即便长波长化也不会使荧光强度降低， 发光不均得到抑制的光转换用陶瓷复合体。
[0022] 同时，本发明的另一目的在于提供一种耐热性优异，对于白色发光装置的高输出 化较佳的光转换用陶瓷复合体。
[0023] 进而，本发明的另一目的在于提供一种使用上述光转换用陶瓷复合体的发光装 置。
[0024] [解决问题的技术手段]
[0025] 为了达成上述目的，本发明人等反复进行努力研究，结果发现具有特定组成范围 的经发出荧光的Ce活化的（Tb，Y) 3A15012相与A1203相连续且三维地相互交联而成的组织的 光转换用陶瓷复合体可使萤光主波长长波长化，且可在570?580nm的范围内任意地调整 荧光主波长，并且即便使荧光主波长长波长化萤光强度也不降低，且可抑制发光不均，耐热 性优异，对于白色发光装置的高输出化较佳，从而完成本发明。
[0026] S卩，根据本发明的第1实施方式，本发明提供一种光转换用陶瓷复合体，其由下式 (1)所表示的组成物所构成的凝固体，该式（1)所表示的组成物具有至少第1相及第2相的 两种氧化物相连续且三维地相互交联而成的组织，且上述第1相为经发出荧光的Ce活化的 (113，￥)41 5012相，上述第2相为A1203相。
[0027]
【权利要求】
1. 一种光转换用陶瓷复合体，其由下式（1)所表示的组成物所构成的凝固体，该式（1) 所表示的组成物具有至少第1相及第2相的两种氧化物相连续且三维地相互交联而成的组 织，且 上述第1相为经发出荧光的Ce活化的（Tb，Y)3A15012相， 上述第2相为ΑΙΑ相， Al〇3/2-X · (a · Tb〇7,4-b · Y〇3/2-c ? Ce02)……⑴ (叉为0.23<叉<0.30,8、13及（3为摩尔分率，0刍13/&刍4、0<(3刍0· 025、且 a+b+c =1)。
2. 根据权利要求1所述的光转换用陶瓷复合体，其中，所述式⑴中c为 0. 002 = c = 0.02,所述光转换用陶瓷复合体具有光出射方向的厚度为80 μ m以上400 μ m 以下的平板形状。
3. 根据权利要求1或2所述的光转换用陶瓷复合体，其通过吸收于波长420?500nm 具有波峰的光，而发出于570?580nm具有主波长的荧光。
4. 根据权利要求3所述的光转换用陶瓷复合体，其接收于波长420?500nm具有波峰 的光，以所述光的一部分作为激发光而发出荧光，使所述光的一部分穿透而发出透射光，并 且发出所述荧光与所述透射光混合而成的白色光。
5. 根据权利要求4所述的光转换用陶瓷复合体，其中，所述白色光的色度为CIE色度座 标（Cx，Cy)中由（0· 30,0· 32)、（0· 34,0· 30)、（0· 42,0· 41)、（0· 38,0· 45)包围的区域。
6. -种发光装置，其具备发光元件与权利要求1至5中任一项所述的光转换用陶瓷复 合体。
7. -种发光装置，其具备于波长420?500nm具有波峰的发光兀件、与发出于570? 580nm具有主波长的荧光的权利要求1至5中任一项所述的光转换用陶瓷复合体。
8. 根据权利要求6或7所述的发光装置，其中，所述发光元件为发光二极管元件。
【文档编号】C09K11/80GK104245881SQ201380018469
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2013年3月28日 优先权日:2012年3月30日
【发明者】射场久善, 石飞信一, 市薗泰之 申请人:宇部兴产株式会社