波长转换煅烧体的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及发光二极管（L邸；Li曲t血ittingDiode)或激光二极管（LD;Laser Diode)等发光元件中均可使用的波长转换锻烧体。
【背景技术】
[0002] 从省电、长寿命和小尺寸等观点出发，LED可应用于移动电话或各种显示装置等。 此外，随着近年来发光效率的提高，在照明用途也受到关注并迅速普及。
[0003] 目前，就白色L邸照明而言，通过将由藍色L邸产生的发光与来自于接受该藍色光 入射光并发光成作为藍色互补色的黄色的巧光体的出射光混合而得到白色光的方法成为 主流。使用该样的巧光体的波长转换部件目前通常为在树脂中分散有巧光体粉末的部件， 但近年来从耐热性的观点出发，多使用制成与陶瓷的复合体的部件。
[0004] 但是，在要求均匀的发光色的L邸照明中，使用所述陶瓷复合体的波长转换部件 具有容易产生颜色不均匀的课题。
[0005] 与之相对的是，例如在日本特开2010-157637号公报中记载了通过对部件表面实 施凹凸加工，从而将经波长转换的二次光反射或折射W在不规则方向散射，可消除亮度不 均匀和颜色不均匀的波长转换烧结体。
[0006] 具体而言，记载了通过对无机物与巧光体的烧结体进行湿式蚀刻处理，优先地将 巧光体粒子溶解，通过在表面形成不规则的凹凸和设为使巧光体粒子远离表面的配置，从 而提高所述二次光的散射性。
[0007] 另外，作为在白色L邸照明中使用的目前接受藍色光并发出黄色光的巧光体，例 如已知含有Ce(锦）的YAG(锭?侣?石恼石）类巧光体。若对该样的YAG类巧光体照 射藍色光，则可通过将照射的藍色光与YAG类巧光体所发出的巧光色混色而得到白色光。 [000引但是，在日本特开2010-157637号公报中记载的通过蚀刻处理而粗面化的波长转 换烧结体由于存在巧光体粒子与无机物的蚀刻速率差，所W随着巧光体粒子的溶解，形成 主要由所述无机物构成的表层。由此，在波长转换烧结体面内出现巧光体粒子浓度的不均 匀分布，不能说从所述表层射出的光的颜色不均匀得到充分改善。
[0009] 另外，通过所述蚀刻处理，巧光体粒子被浸蚀，巧光体粒子表层的结晶性降低，有 无法得到足够的发光效率的课题。
[0010] 此外，由于无机物表面的凹凸程度严重，所W机械强度低，有在安装时或使用时容 易产生破裂的技术性课题。
[0011] 本发明为了解决上述技术性课题而实施，其目的在于，提供一种可抑制出射光的 颜色不均匀，并且具有优异的发光效率，可抑制机械强度的降低的波长转换锻烧体。
【发明内容】
[0012] 本发明为了解决上述技术性课题而实施，本发明所设及的波长转换锻烧体的特征 在于，其是一个主面为光的入射面，且与所述入射面相反侧的主面为光的出射面的板状体， 所述板状体由w下锻烧体构成，所述锻烧体是由含有活化剂（賦活剤）的巧光性材料粒子 和透光性材料粒子构成的气孔率为1.0%W下的锻烧体，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经加工而露出的锻烧面，且4mm测定长度下的10 点平均算术平均粗趟度Ra为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测定长度下的20点平均算术平均粗趟度Ral为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测定长度下的20点平均算术平均粗趟度Ra2为 0. 3nm W上且0. 7nm W下。
[0013] 根据该样的本发明所设及的波长转换锻烧体，可抑制出射光的颜色不均匀，并且 具有优异的发光效率，可抑制机械强度的降低。
[0014] 此处，希望所述巧光性材料粒子的20个平均直径dl为0. 5 ym W上且5 ym W下， 且所述透光性材料粒子的20个平均直径d2为1 y m W上且10 y m W下，所述巧光性材料粒 子所占的比例为22容积％W上且35容积％ ^下，且所述透光性材料粒子所占的比例为65 容积％W上且78容积％W下。
[0015] 通过该样构成，可得到颜色不均匀更少，并且发光效率更高的波长转换锻烧体。
[0016] 另外，希望所述巧光性材料粒子的20个平均直径dl为所述透光性材料粒子的20 个平均直径d2的0. 1倍W上且0. 78倍W下。
[0017] 通过该样构成，可得到颜色不均匀更少的波长转换锻烧体。
[0018] 此外，希望在所述表面露出的透光性材料粒子的1 ym测定长度下的20点平均算 术平均粗趟度Ra2为在所述表面露出的巧光性材料粒子的1 y m测定长度下的20点平均算 术平均粗趟度Ral的1.2倍W上且2.0倍W下。
[0019] 通过该样构成，可得到进一步提高发光效率的波长转换锻烧体。
[0020] 另外，希望所述巧光性材料为W通式A3Bs〇i2:Ce(A为选自Y、Gd、Tb、孔和Lu中的 至少1种，B为选自Al、Ga和Sc中的至少1种。）表示的物质，所述透光性材料为Al2〇3或 在Al2〇3中含有选自Sc2〇3、Ga2〇3中的1种的物质。
[0021] 通过使用该些材料，可更有效且可靠地制备上述波长转换锻烧体，可制备由板状 体构成的波长转换锻烧体。
[0022] 需说明的是，除了单体的情况W外，上述波长转换锻烧体也可在内部含有活化剂 扩散抑制层（中间层）、支持体层。
[0023] 此外，在内部具有活化剂扩散抑制层（中间层）的本发明所设及的波长转换锻烧 体的特征在于，具有：由含有活化剂的YAG类巧光性材料和Al2〇3构成的第1层，在所述第1 层上层压并由直径为20 y m W上且300 y m W下的粒子占所有粒子个数的90% W上的Al2〇3 构成的中间层，和在所述中间层上层压并由所述第1层的活化剂含量的10% W下的YAG类 材料和Al2〇3构成的第2层；具有在所述各层内将Al2〇3粒子彼此连结，与此同时在各层界面 也将Al2〇3粒子彼此连结的连结结构，并且所述第1层、中间层和第2层均由气孔率为1. 0% W下的锻烧体构成，所述第1层和第2层的表面为未经加工而露出的锻烧面，且4mm测定长 度下的10点平均算术平均粗趟度Ra为0. 1 y m W上且0. 5 y m W下，在所述表面露出的所述 YAG类巧光性材料粒子和YAG类材料的1 y m测定长度下的20点平均算术平均粗趟度Ral 为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测定长度下的20点平 均算术平均粗趟度Ra2为0. 3皿W上且0. 7皿W下。
[0024] 根据该样的本发明所设及的波长转换锻烧体，可抑制出射光的颜色不均匀，并且 具有优异的发光效率，可抑制机械强度的降低，与此同时，如上所述，通过制成在含有W下 材料的第1层和含有YAG类材料的第2层之间配置中间层而成的波长转换锻烧体，所述材 料为含有活化剂的YAG类巧光性材料，可提供通过所述中间层抑制活化剂从所述第1层向 第2层的扩散，具有高的散热性并W更高的发光效率射出所希望的色调的光，并且刚性高 的波长转换锻烧体。
[0025] 此处，优选所述第1层中的含有活化剂的YAG类巧光性材料粒子和所述第2层中 的YAG类材料粒子的20个平均直径dl为0. 5 y m W上且5 y m W下，且所述第1、2层的各层 中的所述Al2〇3粒子的20个平均直径d2为1 ym W上且10 ym W下，在所述第1、2层的各 层中所述第1层中的含有活化剂的YAG类巧光性材料粒子和所述第2层中的YAG材料粒子 所占的比例为22容积％W上且35容积％ ^下，且在所述第1层和所述第2层中所述Al2〇3 粒子所占的比例分别为65容积％W上且78容积％W下。
[0026] 如上所述，通过设定粒径和含有容积比例，可使出射光的散射性良好，可进一步降 低出射光的视角依赖性，与此同时特别是可进一步降低第1层中的YAG类巧光性材料的不 均匀分布所伴有的出射光的面内颜色不均匀。
[0027] 另外，优选所述第1层中的含有活化剂的YAG类巧光性材料粒子和所述第2层中 的所述YAG类材料粒子的各层中的20个平均直径dl为所述Al2〇3粒子的20个平均直径d2 的0. 1倍W上且0. 78倍W下。
[002引通过该样构成，可得到颜色不均匀更少的波长转换锻烧体。
[0029] 另外，优选在所述表面露出的Al2〇3粒子的1 ym测定长度下的20点平均算术平 均粗趟度Ra2为在所述表面露出的所述第1层中的含有活化剂的YAG类巧光性材料粒子和 所述第2层中的YAG类材料粒子的各层中的1 y m测定长度下的20点平均算术平均粗趟度 Ral的1. 2倍W上且2. 0倍W下。
[0030] 通过该样构成，可得到进一步提高发光效率的波长转换锻烧体。
[0031] 另外，优选在将整体计为100的将所述第1层中的含有活化剂的YAG类巧光材料 的容积组成比计为a的情况下，a为22~35,在将整体计为100的将所述第2层中的YAG类 材料的容积组成比计为b的情况下，b为25~40,并且所述b比所述a大。
[0032] 通过将上述波长转换锻烧体用于将所述第2层位于发光元件的上面并从发光元 件照射藍色光的方式，从发光元件释放出的藍色光在YAG类材料的容积组成比大的第2层 进一步扩散，在对所述第1层进行照射时，藍色光变为更均匀地扩散的状态，可抑制局部的 照射不均匀所伴有的发热，可进一步提高发光效率。
[0033] 此外，优选所述第1层所含有的含有活化剂的YAG类巧光性材料为 (Yi_sGds)3(Ali_tGat)5〇c:Ce(0《S《0. 33、0《t《0.。。
[0034] 通过该样的YAG类巧光性材料，可更可靠地制备上述波长转换锻烧体，与此同时 可使上述本发明的效果更显著。
[0035] 根据本发明，可得到可抑制出射光的颜色不均匀，并且具有优异的发光效率，可抑 制机械强度的降低的波长转换锻烧体。
[0036] 因此，本发明所设及的波长转换锻烧体可适合用于使用L邸或LD等的发光装置， 特别是在白色L邸照明中适合得到无颜色不均匀的稳定的白色发光。
[0037]另外，根据本发明，进一步通过制成在含有W下材料的第1层与含有YAG类材料的 第2层之间配置中间层而成的波长转换锻烧体，所述材料为含有活化剂的YAG类巧光性材 料，从而可得到通过所述中间层抑制活化剂从所述第1层向第2层的扩散，具有高的散热性 并可W高的发光效率射出所希望的色调的光，并且刚性高的波长转换锻烧体。
【附图说明】
[003引图1为本发明所设及的第1实施方式的波长转换锻烧体的示意截面图。
[0039] 图2为本发明所设及的第2实施方式的波长转换锻烧体的截面图。
[0040] 图3为示出将图2的第2实施方式的波长转换锻烧体配置于发光元件上的状态的 截面图。
[0041] 图4为现有的光电设备的截面图。
[0042] 图5为图4的光电设备所具备的波长转换元件的截面图。
【具体实施方式】
[0043] W下，对于本发明的第1实施方式，参照图1详细地进行说明。
[0044] 在图1中示出本发明所设及的波长转换锻烧体的截面图。如图1所示，本发明所 设及的波长转换锻烧体1是一个主面为光的入射面2,且与入射面2相反侧的主面为光的出 射面3的板状体。
[0045] 所述板状体1由W下锻烧体构成，所述锻烧体是由含有活化剂的巧光性材料粒子 和透光性材料粒子构成的气孔率为1. 0%W下的锻烧体。
[0046] 若所述气孔率超过1. 0%，则不仅机械强度降低，而且至入射面2侧的回光的比例 因过度的散射而增加，产生发光效率降低的问题。为了解决该些问题、且对从波长转换锻烧 体射出的光赋予适度的散射性W降低颜色不均匀，优选所述气孔率为0. 1%W上且1. 0%W 下。
[0047] 另外，在与藍色发光元件等组合W得到白色发光的情况下，作为所述巧光性材料， 使用W通式A3Bs〇i2:Ce (A为选自Y、Gd、Tb、孔和Lu中的至少1种，B为选自A1、Ga和Sc 中的至少1种。）表示的物质；另外，作为所述透光性材料，适合使用AI2