JP7594193B2 - Manufacturing method of ceramic composite - Google Patents
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Description
本発明は、セラミックス複合体の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a ceramic composite.
発光ダイオード(LED)やレーザーダイオード(LD)と、LEDやLDの発光素子から発せられた光の波長を変換する蛍光体を含む波長変換部材を備えた発光装置が知られている。このような発光装置は、例えば車載用、一般照明用、液晶表示装置のバックライト、プロジェクターなどの光源に用いられている。 Light-emitting devices are known that include a light-emitting diode (LED) or laser diode (LD) and a wavelength conversion member that contains a phosphor that converts the wavelength of light emitted from the LED or LD light-emitting element. Such light-emitting devices are used, for example, as light sources for in-vehicle lighting, general lighting, backlights for liquid crystal display devices, projectors, etc.
例えば、特許文献1には、Ceで賦活されたイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体と、蛍光体粒子の間に存在する酸化アルミニウムからなる無機材料と、蛍光体粒子の表面の少なくとも一部を覆うように付着された蛍光体粒子よりも小さい粒径を有する添加材粒子と、を含むセラミックス複合体が開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses a ceramic composite that includes a Ce-activated yttrium aluminum garnet phosphor, an inorganic material made of aluminum oxide present between phosphor particles, and additive particles having a particle size smaller than the phosphor particles that are attached so as to cover at least a portion of the surface of the phosphor particles.
蛍光体と、透光性の無機材料とを含むセラミックス複合体は、セラミックス複合体から発せられる光の色調のばらつきを抑制することが求められている。
そこで、本発明の一態様は、発光の色調のばらつきを抑制することができるセラミックス複合体の製造方法を提供することを目的とする。
A ceramic composite containing a phosphor and a light-transmitting inorganic material is required to suppress variation in the color tone of the light emitted from the ceramic composite.
Therefore, an object of one aspect of the present invention is to provide a method for producing a ceramic composite capable of suppressing variation in the color tone of emitted light.
本発明の第1態様は、希土類アルミン酸塩蛍光体粒子と、レーザー回折法で測定した粒径が25.4μm以上の粒子の含有割合が0.5体積%以下である酸化アルミニウム粒子と、を含む原料混合物を準備することと、前記原料混合物を成形して、成形体を得ることと、前記成形体を焼成して、焼結体を得ること、を含むセラミックス複合体の製造方法である。 The first aspect of the present invention is a method for producing a ceramic composite, comprising: preparing a raw material mixture containing rare earth aluminate phosphor particles and aluminum oxide particles, the content of particles having a particle size of 25.4 μm or more as measured by a laser diffraction method being 0.5 volume % or less; molding the raw material mixture to obtain a molded body; and firing the molded body to obtain a sintered body.
本発明の一態様によれば、発光の色調のばらつきを抑制することができるセラミックス複合体の製造方法を提供することができる。 According to one aspect of the present invention, it is possible to provide a method for manufacturing a ceramic composite that can suppress variation in the color tone of emitted light.
以下、セラミックス複合体の製造方法及びセラミックス複合体を実施形態に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための例示であって、本発明は、以下のセラミックス複合体の製造方法及びセラミックス複合体に限定されない。なお、色名と色度座標との関係、光の波長範囲と単色光の色名との関係は、JIS Z8110に従う。また、本明細書において、セラミックスは、1000℃以下の温度下において、あらゆる無機非金属材料をいう。 The ceramic composite manufacturing method and ceramic composite are described below based on the embodiments. However, the embodiments shown below are merely examples for embodying the technical concept of the present invention, and the present invention is not limited to the ceramic composite manufacturing method and ceramic composite described below. The relationship between color names and chromaticity coordinates, and the relationship between the wavelength range of light and the color names of monochromatic light, follow JIS Z8110. In addition, in this specification, ceramics refers to any inorganic nonmetallic material at temperatures below 1000°C.
セラミックス複合体の製造方法は、希土類アルミン酸塩蛍光体粒子と、レーザー回折法で測定した粒径が25.4μm以上の粒子の含有割合が0.5体積%以下である酸化アルミニウム粒子と、を含む、原料混合物を準備することと、原料混合物を成形して、成形体を得ることと、成形体を焼成して、焼結体を得ること、を含む。 The method for producing a ceramic composite includes preparing a raw material mixture containing rare earth aluminate phosphor particles and aluminum oxide particles in which the content of particles having a particle size of 25.4 μm or more as measured by a laser diffraction method is 0.5 volume % or less, molding the raw material mixture to obtain a molded body, and firing the molded body to obtain a sintered body.
図1は、セラミックス複合体の製造方法の第1態様を示すフローチャートである。図面を参照にして、セラミックス複合体の製造方法の工程を説明する。図1に示すように、セラミックス複合体の製造方法は、原料混合物を準備することS101と、原料混合物を成形して成形体を得ることS102と、成形体を焼成して焼結体を得ることS103と、を含む。 Figure 1 is a flow chart showing a first embodiment of a method for manufacturing a ceramic composite. The steps of the method for manufacturing a ceramic composite will be described with reference to the drawing. As shown in Figure 1, the method for manufacturing a ceramic composite includes preparing a raw material mixture S101, molding the raw material mixture to obtain a molded body S102, and firing the molded body to obtain a sintered body S103.
原料混合物を準備することにおいて、原料混合物は、希土類アルミン酸塩蛍光体粒子と、レーザー回折法で測定した粒径が25.4μm以上の粒子の含有割合が0.5体積%以下である酸化アルミニウム粒子と、を含む。酸化アルミニウム粒子は、酸化アルミニウム粒子の全体量100体積%に対する、レーザー回折法で測定した粒径が25.4μm以上の粒子の含有割合が0.5体積%以下であれば、焼成による酸化アルミニウムの結晶の異常成長が抑制され、不良部分の生成が抑制された焼結体を得ることができる。原料混合物に含まれる酸化アルミニウム粒子中の粒径が25.4μm以上の粒子の含有割合は、0.4体積%以下であることがより好ましく、0.3体積%以下であることがさらに好ましく、0.2体積%以下であることがよりさらに好ましく、0.1体積%以下であることが特に好ましく、0体積%でもよい。酸化アルミニウム粒子のレーザー回折法で測定した粒径は32.0μm以下であればよい。 In preparing the raw material mixture, the raw material mixture contains rare earth aluminate phosphor particles and aluminum oxide particles having a particle size of 25.4 μm or more measured by laser diffraction method of 0.5 vol% or less. If the content of the aluminum oxide particles having a particle size of 25.4 μm or more measured by laser diffraction method is 0.5 vol% or less with respect to the total volume of the aluminum oxide particles of 100 vol%, abnormal growth of aluminum oxide crystals due to firing is suppressed, and a sintered body in which the generation of defective parts is suppressed can be obtained. The content of particles having a particle size of 25.4 μm or more in the aluminum oxide particles contained in the raw material mixture is more preferably 0.4 vol% or less, even more preferably 0.3 vol% or less, even more preferably 0.2 vol% or less, particularly preferably 0.1 vol% or less, and may be 0 vol%. The particle size of the aluminum oxide particles measured by laser diffraction method may be 32.0 μm or less.
原料混合物を準備することにおいて、酸化アルミニウム粒子の粒径は、レーザー回折法を用いたレーザー回折式粒子径測定装置(例えばマスターサイザー2000、Malvern社製)を用いて測定することができ、体積基準の粒度分布から酸化アルミニウム粒子の全体量100体積%に対して各粒径の範囲の粒子の含有割合(体積%)を測定することができる。 When preparing the raw material mixture, the particle size of the aluminum oxide particles can be measured using a laser diffraction particle size measuring device (e.g., Mastersizer 2000, manufactured by Malvern) that uses the laser diffraction method, and the content (volume %) of particles in each particle size range relative to the total volume of aluminum oxide particles (100 volume %) can be measured from the volume-based particle size distribution.
なお、原料混合物を成形して得られた成形体を焼成することにより、酸化アルミニウム粒子から生成される結晶が異常成長すると、得られた焼結体に例えば「凝集」、「ヌケ」、又は「窪み」と呼ばれる不良部分が生成されている場合がある。焼結体に「凝集」、「ヌケ」、又は「窪み」の不良部分が生成されていると、発光の色調ばらつき、製品歩留まりが低下する場合がある。焼結体に現れる不良部分において、「凝集」は大きい粒子の周りに小さい粒子が集まって大きな結晶相が形成されると推測され、白っぽく見える不良部分である。焼結体に現れる不良部分において、「ヌケ」は大きい粒子が存在することによって結晶相が成長し難くなり結晶相が小さいままになると推測され、黒っぽく見える不良部分である。焼結体に現れる不良部分において、「窪み」は、比較的大きな粒子の周囲に小さな粒子が集まって結晶が異常成長し、異常成長した結晶によって結晶相が密接せずに表面が凹む表面が凹む不良部分である。 When the molded body obtained by molding the raw material mixture is fired, the crystals generated from the aluminum oxide particles grow abnormally, and the resulting sintered body may have defects called, for example, "agglomerations," "voids," or "dents." If defects such as "agglomerations," "voids," or "dents" are generated in the sintered body, the color tone of the emitted light may vary and the product yield may decrease. In defects that appear in sintered bodies, "agglomerations" are defects that are presumed to be caused by small particles gathering around large particles to form large crystal phases, and are whitish defects. In defects that appear in sintered bodies, "voids" are defects that are presumed to be caused by the presence of large particles that make it difficult for the crystal phase to grow, and the crystal phase remains small, and are blackish defects. In defects that appear in sintered bodies, "dents" are defects that occur when small particles gather around relatively large particles, causing abnormal crystal growth, and the abnormally grown crystals cause the crystal phases to not be in close contact, resulting in a concave surface.
例えば、原料混合物を準備することにおいて、レーザー回折法で測定した粒径が25.4μm以上の粒子の含有割合が0.5体積%を超える酸化アルミニウム粒子を用いると、粒径が25.4μm以上の粒径の比較的大きな粒子の周囲に小さな粒子が集まって結晶が異常成長し、焼結体に「凝集」、「ヌケ」、又は「窪み」の不良部分が生成され、発光の色調がばらつき、製品の歩留まりが低下する場合がある。 For example, when preparing a raw material mixture, if aluminum oxide particles with a particle size of 25.4 μm or more (measured by laser diffraction) exceed 0.5% by volume, small particles will gather around relatively large particles with a particle size of 25.4 μm or more, causing abnormal crystal growth, resulting in defects in the sintered body such as "agglomerations," "voids," or "depressions," which can cause variations in the color tone of the emitted light and reduce product yields.
原料混合物を準備することにおいて、酸化アルミニウム粒子は、酸化アルミニウム粒子の全体量100体積%に対して、レーザー回折法で測定した粒径が20.2μm以上25.4μm未満の粒子の含有割合が1.0体積%以下であることが好ましい。原料混合物に含まれる酸化アルミニウム粒子中の粒径が20.2μm以上25.4μm未満の粒子の含有割合が1.0体積%以下であれば、酸化アルミニウムの結晶の異常成長がより抑制され、不良部分がより少なく、発光の色調ばらつきを抑制したセラミックス複合体を得ることができる。原料混合物に含まれる酸化アルミニウム粒子中の粒径が20.2μm以上25.4μm未満の粒子の含有割合は、0.8体積%以下であることがより好ましく、0.7体積%以下であることがさらに好ましく、0.6体積%以下であることがよりさらに好ましく、0.5体積%以下であることが特に好ましく、0.1体積%以上でもよく、0.2体積%以上でもよい。酸化アルミニウム粒子は、酸化アルミニウム粒子の全体量100体積%に対して、レーザー回折法で測定した粒径が25.4μm以上の粒子を含んでいないことが好ましい。 In preparing the raw material mixture, the aluminum oxide particles preferably have a particle size of 20.2 μm or more and less than 25.4 μm measured by a laser diffraction method of 1.0 vol.% or less relative to the total volume of the aluminum oxide particles (100 vol.%). If the content of particles having a particle size of 20.2 μm or more and less than 25.4 μm in the aluminum oxide particles contained in the raw material mixture is 1.0 vol.% or less, abnormal growth of aluminum oxide crystals is more suppressed, and a ceramic composite having fewer defective parts and suppressed color variation in light emission can be obtained. The content of particles having a particle size of 20.2 μm or more and less than 25.4 μm in the aluminum oxide particles contained in the raw material mixture is more preferably 0.8 vol.% or less, more preferably 0.7 vol.% or less, even more preferably 0.6 vol.% or less, particularly preferably 0.5 vol.% or less, and may be 0.1 vol.% or more, or may be 0.2 vol.% or more. It is preferable that the aluminum oxide particles do not contain particles with a particle size of 25.4 μm or more as measured by a laser diffraction method, relative to 100% by volume of the total amount of the aluminum oxide particles.
原料混合物を準備することにおいて、酸化アルミニウム粒子は、酸化アルミニウム粒子の全体量100体積%に対して、レーザー回折法で測定した粒径が16.0μm以上20.2μm未満の粒子の含有割合が1.5体積%以下であることが好ましい。原料混合物に含まれる酸化アルミニウム粒子中の粒径が16.0μm以上20.2μm未満の粒子の含有割合が1.5体積%以下であれば、酸化アルミニウムの結晶の異常成長がより抑制され、不良部分がより少なく、発光の色調ばらつきを抑制したセラミックス複合体を得ることができる。原料混合物に含まれる酸化アルミニウム粒子中の粒径が16.0μm以上20.2μm未満の粒子の含有割合は、1.4体積%以下であることがより好ましく、1.3体積%以下でもよく、0.1体積%以上でもよく、0.2体積%以上でもよく、0.3体積%以上でもよい。 In preparing the raw material mixture, the aluminum oxide particles preferably have a particle size of 16.0 μm or more and less than 20.2 μm as measured by a laser diffraction method of 1.5 vol% or less relative to the total volume of the aluminum oxide particles (100 vol%). If the content of particles having a particle size of 16.0 μm or more and less than 20.2 μm in the aluminum oxide particles contained in the raw material mixture is 1.5 vol% or less, abnormal growth of aluminum oxide crystals is further suppressed, and a ceramic composite having fewer defective parts and suppressed color variation in light emission can be obtained. The content of particles having a particle size of 16.0 μm or more and less than 20.2 μm in the aluminum oxide particles contained in the raw material mixture is more preferably 1.4 vol% or less, and may be 1.3 vol% or less, 0.1 vol% or more, 0.2 vol% or more, or 0.3 vol% or more.
原料混合物を準備することにおいて、酸化アルミニウム粒子は、酸化アルミニウム粒子の全体量100体積%に対して、レーザー回折法で測定した粒径が12.7μm以上16.0μm未満の粒子の含有割合が2.0体積%以下であることが好ましい。原料混合物に含まれる酸化アルミニウム粒子中の粒径が12.7μm以上16.0μm未満の粒子の含有割合が2.0体積%以下であれば、酸化アルミニウムの結晶の異常成長がより抑制され、不良部分がより少なく、発光の色調ばらつきを抑制したセラミックス複合体を得ることができる。原料混合物に含まれる酸化アルミニウム粒子中の粒径が12.7μm以上16.0μm未満の粒子の含有割合は、1.9体積%以下であることがより好ましく、1.8体積%以下でもよく、0.1体積%以上でもよい。 In preparing the raw material mixture, the aluminum oxide particles preferably have a particle size of 12.7 μm or more and less than 16.0 μm as measured by a laser diffraction method of 2.0 vol. % or less relative to the total volume of the aluminum oxide particles (100 vol. %). If the content of particles having a particle size of 12.7 μm or more and less than 16.0 μm in the aluminum oxide particles contained in the raw material mixture is 2.0 vol. % or less, abnormal growth of aluminum oxide crystals is further suppressed, and a ceramic composite having fewer defective parts and suppressed color variation in light emission can be obtained. The content of particles having a particle size of 12.7 μm or more and less than 16.0 μm in the aluminum oxide particles contained in the raw material mixture is more preferably 1.9 vol. % or less, may be 1.8 vol. % or less, or may be 0.1 vol. % or more.
原料混合物を準備することにおいて、酸化アルミニウム粒子は、酸化アルミニウム粒子の全体量100体積%に対して、レーザー回折法で測定した粒径が10.1μm以上12.7μm未満の粒子の含有割合が2.5体積%以下であることが好ましい。原料混合物に含まれる酸化アルミニウム粒子中の粒径が10.1μm以上12.7μm未満の粒子の含有割合が2.5体積%以下であれば、酸化アルミニウムの結晶の異常成長がより抑制され、不良部分がより少なく、発光の色調ばらつきを抑制したセラミックス複合体を得ることができる。原料混合物に含まれる酸化アルミニウム粒子中の粒径が10.1μm以上12.7μm未満の粒子の含有割合は、2.2体積%以下であることがより好ましく、0.1体積%以上でもよい。 In preparing the raw material mixture, the aluminum oxide particles preferably have a particle size of 10.1 μm or more and less than 12.7 μm as measured by laser diffraction method of 2.5 vol% or less relative to the total volume of the aluminum oxide particles (100 vol%). If the content of particles with a particle size of 10.1 μm or more and less than 12.7 μm in the aluminum oxide particles contained in the raw material mixture is 2.5 vol% or less, abnormal growth of aluminum oxide crystals is further suppressed, and a ceramic composite with fewer defective parts and suppressed variation in the color tone of emitted light can be obtained. The content of particles with a particle size of 10.1 μm or more and less than 12.7 μm in the aluminum oxide particles contained in the raw material mixture is more preferably 2.2 vol% or less, and may be 0.1 vol% or more.
原料混合物を準備することにおいて、酸化アルミニウム粒子は、酸化アルミニウム粒子の全体量100体積%に対して、レーザー回折法で測定した粒径が8.0μm以上10.1μm未満の粒子の含有割合が1.0体積%以下であることが好ましい。原料混合物に含まれる酸化アルミニウム粒子中の粒径が8.0μm以上10.1μm未満の粒子の含有割合が1.0体積%以下であれば、酸化アルミニウムの結晶の異常成長がより抑制され、不良部分がより少なく、発光の色調ばらつきを抑制したセラミックス複合体を得ることができる。原料混合物に含まれる酸化アルミニウム粒子中の粒径が8.0μm以上10.1μm未満の粒子の含有割合は、0.9体積%以下であることがより好ましく、0.1体積%以上でもよい。 In preparing the raw material mixture, the aluminum oxide particles preferably have a content of particles having a particle size of 8.0 μm or more and less than 10.1 μm as measured by a laser diffraction method of 1.0 vol. % or less relative to the total volume of the aluminum oxide particles (100 vol. %). If the content of particles having a particle size of 8.0 μm or more and less than 10.1 μm in the aluminum oxide particles contained in the raw material mixture is 1.0 vol. % or less, abnormal growth of aluminum oxide crystals is further suppressed, and a ceramic composite having fewer defective parts and suppressed variation in the color tone of emitted light can be obtained. The content of particles having a particle size of 8.0 μm or more and less than 10.1 μm in the aluminum oxide particles contained in the raw material mixture is more preferably 0.9 vol. % or less, and may be 0.1 vol. % or more.
原料混合物を準備することにおいて、酸化アルミニウム粒子は、酸化アルミニウム粒子の全体量100体積%に対して、レーザー回折法で測定した粒径が1.0μm以上8.0μm未満の粒子の含有割合が61体積%以上であることが好ましく、63体積%以上でもよく、65体積%以上でもよく、85体積%以下であることが好ましく、80体積%以下でもよく、75体積%以下でもよい。原料混合物に含まれる酸化アルミニウム粒子中の粒径が1.0μm以上8.0μm未満の粒子の含有割合が61体積%以上85体積%以下の範囲内であれば、希土類アルミン酸塩蛍光体で波長変換された光との色調差が小さい酸化アルミニウムを含む結晶相が焼成により形成されやすくなり、発光の色調のばらつきを抑制したセラミックス複合体を得ることができる。酸化アルミニウム粒子は、酸化アルミニウム粒子の全体量に対して、レーザー回折法で測定した粒径が1.0μm以上7.9μm以下の粒子の含有割合が61体積%以上85体積%以下の範囲内でもよい。 In preparing the raw material mixture, the aluminum oxide particles preferably have a content of particles having a particle diameter of 1.0 μm or more and less than 8.0 μm as measured by a laser diffraction method of 61 vol% or more, may be 63 vol% or more, may be 65 vol% or more, and may be 85 vol% or less, may be 80 vol% or less, or may be 75 vol% or less, relative to the total volume of the aluminum oxide particles (100 vol%). If the content of particles having a particle diameter of 1.0 μm or more and less than 8.0 μm in the aluminum oxide particles contained in the raw material mixture is within the range of 61 vol% to 85 vol%, a crystal phase containing aluminum oxide that has a small color difference from the light wavelength-converted by the rare earth aluminate phosphor is easily formed by firing, and a ceramic composite with reduced variation in the color tone of the emitted light can be obtained. The aluminum oxide particles may have a content of particles having a particle diameter of 1.0 μm or more and less than 7.9 μm as measured by a laser diffraction method of 61 vol% to 85 vol% relative to the total volume of the aluminum oxide particles.
原料混合物を準備することにおいて、酸化アルミニウム粒子は、酸化アルミニウム粒子の全体量100体積%に対して、レーザー回折法で測定した粒径が0μmを超えて1.0μm未満の粒子の含有割合が、0μmを超えて1.0μm未満の範囲以外の粒径の粒子の残部であればよい。酸化アルミニウム粒子は、酸化アルミニウム粒子の全体量100体積%に対して、レーザー回折法で測定した粒径が0μmを超えて1.0μm未満の粒子の含有割合が26.9体積%以下でもよく、26.5体積%以下でもよく、26.0体積%以下でもよく、25.9体積%以下でもよく、25体積%以下でもよく、0.1体積%以上でもよい。 In preparing the raw material mixture, the aluminum oxide particles may have a particle size ratio of more than 0 μm and less than 1.0 μm measured by a laser diffraction method relative to 100% of the total volume of the aluminum oxide particles, the remainder being particles with a particle size outside the range of more than 0 μm and less than 1.0 μm. The aluminum oxide particles may have a particle size ratio of more than 0 μm and less than 1.0 μm measured by a laser diffraction method relative to 100% of the total volume of the aluminum oxide particles of 26.9 vol% or less, 26.5 vol% or less, 26.0 vol% or less, 25.9 vol% or less, 25 vol% or less, or 0.1 vol% or more.
原料混合物を準備することにおいて、酸化アルミニウム粒子のレーザー回折法で測定した体積基準の粒度分布における小径側からの積算値が50%の体積平均粒径は、1.0μm以上2.0μm以下の範囲内であることが好ましく、1.2μm以上1.8μm以下の範囲内でもよく、1.5μm以上1.7μm以下の範囲内でもよい。原料混合物に含まれる酸化アルミニウム粒子中のレーザー回折法で測定した体積基準の粒度分布における小径側からの積算値が50%のときの体積平均粒径が、1.0μm以上2.0μm以下の範囲内であれば、希土類アルミン酸塩蛍光体で波長変換された光との色調差が小さい酸化アルミニウムを含む結晶相が焼成により形成されやすくなり、発光の色調のばらつきを抑制したセラミックス複合体を得ることができる。 In preparing the raw material mixture, the volume average particle size at which the cumulative value from the small diameter side in the volume-based particle size distribution of the aluminum oxide particles measured by the laser diffraction method is 50% is preferably in the range of 1.0 μm to 2.0 μm, and may be in the range of 1.2 μm to 1.8 μm, or may be in the range of 1.5 μm to 1.7 μm. If the volume average particle size at which the cumulative value from the small diameter side in the volume-based particle size distribution of the aluminum oxide particles contained in the raw material mixture is 50% is in the range of 1.0 μm to 2.0 μm, a crystal phase containing aluminum oxide that has a small color difference from the light wavelength-converted by the rare earth aluminate phosphor is easily formed by firing, and a ceramic composite with reduced variation in the color tone of the emitted light can be obtained.
原料混合物を準備することにおいて、酸化アルミニウム粒子は、レーザー回折法で測定した体積基準の粒度分布における小径側からの積算値が25%及び75%のときの粒径をD25及びD75と表記したときに、VD=(D75-D25)/(D75+D25)で表されるVD値が0.6未満であることが好ましい。酸化アルミニウム粒子の粒度分布におけるVD値が0.6未満であると、酸化アルミニウム粒子の粒度分布が狭くなり、酸化アルミニウム粒子の大きさが揃っているため、焼結体中に大きさが揃った酸化アルミニウムを含む結晶相(後述する第2結晶相)が形成される。焼結体からなるセラミックス複合体に入射された光は、大きさの揃った第2結晶相の粒界で散乱され、後述する第1結晶相に含まれる希土類アルミン酸塩蛍光体で波長変換された光と、第2結晶相を透過する光との色調差が小さくなり、セラミックス複合体から出射される光の色調のばらつきを抑制することができる。酸化アルミニウム粒子のVD値は、0.599以下でもよく、0.570以下でもよく、0.400以上でもよく、0.450以上でもよい。 In preparing the raw material mixture, the aluminum oxide particles preferably have a VD value expressed by VD = (D 75 -D 25 )/(D 75 +D 25 ), where D 25 and D 75 are the particle sizes at which the cumulative values from the small diameter side in the volume-based particle size distribution measured by a laser diffraction method are 25% and 75 %, respectively. If the VD value in the particle size distribution of the aluminum oxide particles is less than 0.6, the particle size distribution of the aluminum oxide particles becomes narrow and the sizes of the aluminum oxide particles are uniform, so that a crystalline phase containing aluminum oxide of uniform size (a second crystalline phase described later) is formed in the sintered body. The light incident on the ceramic composite made of the sintered body is scattered at the grain boundaries of the second crystalline phase of uniform size, and the color difference between the light wavelength-converted by the rare earth aluminate phosphor contained in the first crystalline phase described later and the light transmitted through the second crystalline phase becomes small, so that the variation in color tone of the light emitted from the ceramic composite can be suppressed. The VD value of the aluminum oxide particles may be 0.599 or less, 0.570 or less, 0.400 or more, or 0.450 or more.
原料混合物を準備することにおいて、酸化アルミニウム粒子は、酸化アルミニウム粒子の純度が99.0質量%以上であることが好ましく、99.5質量%以上であることがより好ましい。酸化アルミニウム粒子の酸化アルミニウムの純度が99.0質量%以上であると、不純物が少なく、不良部分の生成が抑制され、輝度の高い光を出射できる焼結体を製造することができる。酸化アルミニウム粒子の酸化アルミニウムの純度は、カタログに記載された純度を参照にしてもよい。ただし、酸化アルミニウム粒子は、流通の過程で不純物が付着する場合があるので、酸化アルミニウム粒子の酸化アルミニウムの純度は測定して求めることもできる。純度の測定は、酸化アルミニウム粒子の質量を測定し、その後、酸化アルミニウム粒子を800℃で1時間、大気雰囲気で焼成し、酸化アルミニウム粒子に付着又は吸着されている有機分や水分を除去し、焼成後の酸化アルミニウム粒子の質量を測定し、焼成後の酸化アルミニウム粒子の質量を焼成前の酸化アルミニウム粒子の質量で除すことによって、酸化アルミニウム粒子の純度を求めることができる。 In preparing the raw material mixture, the aluminum oxide particles preferably have a purity of 99.0% by mass or more, more preferably 99.5% by mass or more. When the purity of the aluminum oxide of the aluminum oxide particles is 99.0% by mass or more, impurities are few, the generation of defective parts is suppressed, and a sintered body capable of emitting light with high brightness can be manufactured. The purity of the aluminum oxide of the aluminum oxide particles may refer to the purity stated in the catalog. However, since impurities may adhere to the aluminum oxide particles during distribution, the purity of the aluminum oxide of the aluminum oxide particles can also be determined by measurement. The purity can be determined by measuring the mass of the aluminum oxide particles, then calcining the aluminum oxide particles at 800°C for 1 hour in an air atmosphere to remove organic matter and moisture attached or adsorbed to the aluminum oxide particles, measuring the mass of the aluminum oxide particles after calcination, and dividing the mass of the aluminum oxide particles after calcination by the mass of the aluminum oxide particles before calcination to determine the purity of the aluminum oxide particles.
原料混合物を準備することにおいて、希土類アルミン酸塩蛍光体粒子は、下記式(I)で表される組成式に含まれる組成を有することが好ましい。希土類アルミン酸塩蛍光体粒子に含まれる希土類元素を第1希土類元素ともいう。
(Ln
1
1-aCea)3(AlcGab)5O12 (I)
(前記式(I)中、Ln
1 は、Y、Gd、Lu及びTbからなる群から選ばれる少なくとも1種であり、a、b及びcは、0<a≦0.22、0≦b≦0.4、0<c≦1.1、0.9≦b+c≦1.1を満たす。)
In preparing the raw material mixture, the rare earth aluminate phosphor particles preferably have a composition contained in the composition formula represented by the following formula (I): The rare earth element contained in the rare earth aluminate phosphor particles is also referred to as a first rare earth element.
( Ln 1 1-a Ce a ) 3 (Al c G a b ) 5 O 12 (I)
(In the formula (I), Ln 1 is at least one selected from the group consisting of Y, Gd, Lu and Tb, and a, b and c satisfy 0<a≦0.22, 0≦b≦0.4, 0<c≦1.1, 0.9≦b+c≦1.1.)
希土類アルミン酸塩蛍光体粒子に含まれる第1希土類元素Ln 1 は、Y、Lu、Gd及びTbからなる群から選択される2種以上の元素を含んでいてもよい。第1希土類元素Ln 1 は、Y、Lu及びGdからなる群から選択される少なくとも1種でもよい。第1希土類元素Ln 1 は、Y及びGdでもよく、Y及びLuでもよい。希土類アルミン酸塩蛍光体粒子中に、2種以上の第1希土類元素Ln 1 を含み、第1希土類元素Ln 1 がY及びGdの場合、第1希土類アルミン酸塩蛍光体の組成中、Y及びGdのモル比(Y:Gd)は99.5:0.5から70:30の範囲であることが好ましく、99:1から80:20の範囲内でもよく、99:1から90:10の範囲内でもよい。 The first rare earth element Ln 1 contained in the rare earth aluminate phosphor particles may contain two or more elements selected from the group consisting of Y, Lu, Gd and Tb. The first rare earth element Ln 1 may be at least one selected from the group consisting of Y, Lu and Gd. The first rare earth element Ln 1 may be Y and Gd, or Y and Lu. When the rare earth aluminate phosphor particles contain two or more first rare earth elements Ln 1 and the first rare earth element Ln 1 is Y and Gd, the molar ratio of Y and Gd (Y:Gd) in the composition of the first rare earth aluminate phosphor is preferably in the range of 99.5:0.5 to 70:30, may be in the range of 99:1 to 80:20, or may be in the range of 99:1 to 90:10.
前記式(1)中、aは、0.0003≦a≦0.20でもよく、0.001≦a≦0.150でもよく、0.002≦a≦0.100でもよく、0.004≦a≦0.090でもよく、0.005≦a≦0.080でもよい。 In the formula (1), a may be 0.0003≦a≦0.20, 0.001≦a≦0.150, 0.002≦a≦0.100, 0.004≦a≦0.090, or 0.005≦a≦0.080.
前記式(1)中、bは、0.02≦b≦0.3でもよく、0.04≦b≦0.24でもよい。前記式(1)中、cは、0.6≦c≦1.0でもよく、0.7≦c≦1.0でもよい。前記式(1)中、b及びcの合計は、1でもよい(b+c=1)。 In the formula (1), b may be 0.02≦b≦0.3, or 0.04≦b≦0.24. In the formula (1), c may be 0.6≦c≦1.0, or 0.7≦c≦1.0. In the formula (1), the sum of b and c may be 1 (b+c=1).
原料混合物を準備することにおいて、希土類アルミン酸塩蛍光体粒子は、フィッシャーサブシーブサイザー(Fisher Sub-Sieve Sizer、以下「FSSS」ともいう。)法により測定された平均粒径が10μm以上20μm以下の範囲内であることが好ましく、12μm以上18μm以下の範囲内でもよい。FSSS法は、空気透過法の1種であり、空気の流通抵抗を利用して比表面積を測定し、主に一次粒子の粒径を求める方法である。FSSS法で測定された平均粒径は、フィッシャーサブシーブサイザーズナンバー(Fisher Sub-Sieve Sizer’s Number)である。希土類アルミン酸塩蛍光体粒子のFSSS法により測定された平均粒径が10μm以上20μm以下の範囲内であれば、粒径が25.4μm以上の粒子の含有割合が0.5体積%以下である酸化アルミニウム粒子とともに焼結した際に、希土類アルミン酸塩蛍光体で波長変換された光と、焼成により形成された酸化アルミニウムの結晶相から出射される光との色調差が小さくなり、発光の色調のばらつきを抑制した焼結体を含むセラミックス複合体を得ることができる。 In preparing the raw material mixture, the rare earth aluminate phosphor particles preferably have an average particle size measured by a Fisher Sub-Sieve Sizer (hereinafter also referred to as "FSSS") method in the range of 10 μm to 20 μm, and may be in the range of 12 μm to 18 μm. The FSSS method is a type of air permeability method, which uses the flow resistance of air to measure the specific surface area and mainly determines the particle size of primary particles. The average particle size measured by the FSSS method is the Fisher Sub-Sieve Sizer's Number. If the average particle size of the rare earth aluminate phosphor particles measured by the FSSS method is within the range of 10 μm to 20 μm, when sintered together with aluminum oxide particles in which the content of particles with a particle size of 25.4 μm or more is 0.5 volume % or less, the color difference between the light wavelength-converted by the rare earth aluminate phosphor and the light emitted from the aluminum oxide crystal phase formed by firing becomes small, and a ceramic composite containing a sintered body with reduced variation in the color tone of the emitted light can be obtained.
原料混合物を準備することにおいて、原料混合物は、希土類酸化物粒子を含んでいてもよい。希土類酸化物粒子は、希土類アルミン酸塩蛍光体の組成とは異なる組成を有する。希土類酸化物粒子は、組成中に賦活元素を含んでいない。原料混合物中に希土類酸化物粒子を含んでいると、後述する成形体を焼成するときに、希土類酸化物粒子と酸化アルミニウム粒子が反応しやすく、酸化アルミニウムの結晶の異常成長が抑制され、結晶径の揃った結晶相を含む焼結体を得ることができる。 In preparing the raw material mixture, the raw material mixture may contain rare earth oxide particles. The rare earth oxide particles have a composition different from that of the rare earth aluminate phosphor. The rare earth oxide particles do not contain an activator element in their composition. If the raw material mixture contains rare earth oxide particles, the rare earth oxide particles and aluminum oxide particles are more likely to react when the molded body described below is fired, abnormal growth of aluminum oxide crystals is suppressed, and a sintered body containing a crystal phase with a uniform crystal size can be obtained.
希土類酸化物粒子は、具体的には、Y2O3、La2O3、Pr7O11、Nd2O3、Gd2O3、Tb4O7、Yb2O3、及びLu2O3からなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。希土類酸化物粒子は、Y2O3、La2O3、Nd2O3、Gd2O3、Tb4O7、Yb2O3、及びLu2O3からなる群から選択される少なくとも1種であることがより好ましく、Y2O3、Gd2O3、Tb4O7、及びLu2O3からなる群から選択される少なくとも1種であることがさらに好ましい。希土類酸化物粒子は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。希土類酸化物粒子に含まれる希土類元素を第2希土類元素ともいう。第2希土類元素は、Sc、Y、La、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb及びLuからなる群から選択される少なくとも1種が挙げられる。 Specifically, the rare earth oxide particles are preferably at least one selected from the group consisting of Y 2 O 3 , La 2 O 3 , Pr 7 O 11 , Nd 2 O 3 , Gd 2 O 3 , Tb 4 O 7 , Yb 2 O 3 , and Lu 2 O 3. The rare earth oxide particles are more preferably at least one selected from the group consisting of Y 2 O 3 , La 2 O 3 , Nd 2 O 3 , Gd 2 O 3 , Tb 4 O 7 , Yb 2 O 3 , and Lu 2 O 3 , and even more preferably at least one selected from the group consisting of Y 2 O 3 , Gd 2 O 3 , Tb 4 O 7 , and Lu 2 O 3 . The rare earth oxide particles may be used alone or in combination of two or more kinds. The rare earth element contained in the rare earth oxide particles is also called the second rare earth element. The second rare earth element is at least one selected from the group consisting of Sc, Y, La, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb and Lu.
希土類酸化物粒子のFSSS法により測定した平均粒径は、0.05μm以上5μm未満の範囲内であることが好ましく、0.1μm以上4μm以下の範囲内であることがより好ましい。希土類酸化物粒子の平均粒径が0.05μm以上5μm未満の範囲内であると、後述する成形体を焼成するときに、希土類酸化物粒子と酸化アルミニウム粒子が反応しやすく、酸化アルミニウムの結晶の異常成長が抑制されやすくなる。 The average particle size of the rare earth oxide particles measured by the FSSS method is preferably in the range of 0.05 μm or more and less than 5 μm, and more preferably in the range of 0.1 μm or more and 4 μm or less. If the average particle size of the rare earth oxide particles is in the range of 0.05 μm or more and less than 5 μm, the rare earth oxide particles and the aluminum oxide particles are more likely to react when the molded body described below is fired, and abnormal growth of the aluminum oxide crystals is more likely to be suppressed.
原料混合物中の希土類アルミン酸塩蛍光体粒子の含有量は、5質量%以上40質量%以下の範囲内であることが好ましく、6質量%以上38質量%以下の範囲内でもよく、7質量%以上35質量%以下の範囲内でもよい。原料混合物が、希土類アルミン酸塩蛍光体粒子及び酸化アルミニウム粒子からなる場合には、原料混合物中の酸化アルミニウム粒子は、原料混合物から希土類アルミン酸塩蛍光体粒子の含有量を差し引いた残部である。原料混合物が、希土類アルミン酸塩蛍光体粒子、酸化アルミニウム粒子及び希土類酸化物粒子からなる場合には、酸化アルミニウム粒子及び希土類酸化物粒子の合計量は、原料混合物から希土類アルミン酸塩蛍光体粒子を差し引いた残部である。 The content of rare earth aluminate phosphor particles in the raw material mixture is preferably in the range of 5% by mass to 40% by mass, may be in the range of 6% by mass to 38% by mass, or may be in the range of 7% by mass to 35% by mass. When the raw material mixture is composed of rare earth aluminate phosphor particles and aluminum oxide particles, the aluminum oxide particles in the raw material mixture are the remainder obtained by subtracting the content of rare earth aluminate phosphor particles from the raw material mixture. When the raw material mixture is composed of rare earth aluminate phosphor particles, aluminum oxide particles, and rare earth oxide particles, the total amount of aluminum oxide particles and rare earth oxide particles is the remainder obtained by subtracting the rare earth aluminate phosphor particles from the raw material mixture.
原料混合物に、希土類アルミン酸塩蛍光体粒子、酸化アルミニウム粒子、及び希土類酸化物粒子が含まれる場合には、希土類酸化物粒子の含有量が0.01質量%以上3質量%以下の範囲内であることが好ましい。原料混合物が、希土類アルミン酸塩蛍光体粒子、酸化アルミニウム粒子及び希土類酸化物粒子からなる場合は、酸化アルミニウム粒子の含有量は、全体量から希土類アルミン酸塩蛍光体粒子及び希土類酸化物粒子の合計量を差し引いた残部である。原料混合物中に前記範囲内の含有量で希土類酸化物粒子が含まれていると、後述する成形体を焼成するときに、希土類酸化物粒子と酸化アルミニウム粒子が反応して、酸化アルミニウムの結晶が異常成長をするのを抑制することができる。酸化アルミニウムの結晶の異常成長が抑制されると、結晶径の粒度分布が狭く、結晶径の揃った酸化アルミニウムを含む結晶相を含む焼結体を得ることができる。得られた焼結体は、母材となる酸化アルミニウムから形成された結晶相の粒度分布が狭く、結晶径が揃った結晶であるとセラミックス複合体に入射された光が希土類アルミン酸塩蛍光体で波長変換されるとともに、酸化アルミニウムを含む結晶相で散乱され、焼結体を含むセラミックス複合体から出射される光の色調のばらつきを抑制することができる。 When the raw material mixture contains rare earth aluminate phosphor particles, aluminum oxide particles, and rare earth oxide particles, the content of the rare earth oxide particles is preferably in the range of 0.01% by mass to 3% by mass. When the raw material mixture is composed of rare earth aluminate phosphor particles, aluminum oxide particles, and rare earth oxide particles, the content of the aluminum oxide particles is the remainder obtained by subtracting the total amount of the rare earth aluminate phosphor particles and the rare earth oxide particles from the total amount. When the raw material mixture contains rare earth oxide particles in an amount within the above range, it is possible to suppress the abnormal growth of aluminum oxide crystals caused by the reaction between the rare earth oxide particles and the aluminum oxide particles when firing the molded body described below. When the abnormal growth of aluminum oxide crystals is suppressed, a sintered body containing a crystal phase containing aluminum oxide with a narrow grain size distribution and uniform crystal size can be obtained. The resulting sintered body has a narrow particle size distribution in the crystal phase formed from the aluminum oxide base material, and the crystals have a uniform crystal diameter. Light incident on the ceramic composite is wavelength converted by the rare earth aluminate phosphor and scattered by the crystal phase containing aluminum oxide, suppressing variation in the color tone of the light emitted from the ceramic composite containing the sintered body.
原料混合物を準備することにおいて、酸化アルミニウム粒子をふるい分けすることと、ふるい分けした酸化アルミニウム粒子と、希土類アルミン酸塩蛍光体粒子と、を混合することを含んでいてもよい。混合することにおいて、ふるい分けした酸化アルミニウム粒子と、希土類アルミン酸塩蛍光体粒子と、必要に応じて希土類酸化物粒子とを混合してもよい。 Preparing the raw material mixture may include sieving the aluminum oxide particles and mixing the sieved aluminum oxide particles with rare earth aluminate phosphor particles. The mixing may include mixing the sieved aluminum oxide particles with the rare earth aluminate phosphor particles and, if necessary, rare earth oxide particles.
原料混合物を準備することにおいて、酸化アルミニウム粒子をふるい分けすると、レーザー回折法で測定した粒径が25.4μm以上の粒子の含有割合が0.5体積%以下である酸化アルミニウム粒子を得ることができる。 When preparing the raw material mixture, the aluminum oxide particles are sieved to obtain aluminum oxide particles having a particle size of 25.4 μm or more, as measured by laser diffraction, of 0.5 volume % or less.
原料混合物を準備することにおいて、酸化アルミニウム粒子のふるい分けすることは、酸化アルミニウム粒子を目開き308μm以下のふるいでふるい分けすることが好ましい。酸化アルミニウム粒子は、目開き308μm以下のふるいでふるい分けし、ふるいを通過した酸化アルミニウム粒子を用いることが好ましい。目開き308μm以下のふるいで酸化アルミニウム粒子をふるい分けすることにより、ふるいを通過した酸化アルミニウム粒子は、酸化アルミニウム粒子の全体量100体積%に対して、レーザー回折法で測定した粒径が25.4μm以上の粒子の含有割合が0.5体積%以下となる。ふるい分けによりふるいを通過した酸化アルミニウム粒子を用いて、希土類アルミン酸塩蛍光体粒子と焼成することにより、酸化アルミニウムの結晶の異常成長を抑制し、「凝集」、「ヌケ」、又は「窪み」の不良部分の生成を抑制した焼結体を得ることができる。ふるいは、目開き308μm、線径200μm、ナイロン♯50メッシュを用いてもよい。目開き308μmのふるいは、例えば、NB50(株式会社NBCメッシュテック製)を用いることができる。 In preparing the raw material mixture, the sieving of the aluminum oxide particles is preferably performed by sieving the aluminum oxide particles with a mesh size of 308 μm or less. The aluminum oxide particles are preferably sieved with a mesh size of 308 μm or less, and the aluminum oxide particles that have passed through the sieve are used. By sieving the aluminum oxide particles with a mesh size of 308 μm or less, the aluminum oxide particles that have passed through the sieve have a content of particles with a particle size of 25.4 μm or more measured by a laser diffraction method of 0.5 vol. % or less relative to the total volume 100 vol. % of the aluminum oxide particles. By using the aluminum oxide particles that have passed through the sieve and firing them with rare earth aluminate phosphor particles, it is possible to obtain a sintered body that suppresses abnormal growth of the aluminum oxide crystals and suppresses the generation of defective parts such as "aggregation," "voids," or "depressions." The sieve may be a nylon #50 mesh with a mesh size of 308 μm and a wire diameter of 200 μm. For example, a sieve with 308 μm mesh size can be used, such as NB50 (manufactured by NBC Meshtec Co., Ltd.).
酸化アルミニウム粒子のふるい分けは、酸化アルミニウム粒子を目開き160μm以上のふるいでふるい分けすることが好ましい。酸化アルミニウム粒子は、目開き160μm以上のふるいでふるい分けし、ふるいを通過した酸化アルミニウム粒子を用いることが好ましい。目開き160μm以上のふるいで酸化アルミニウム粒子をふるい分けすることにより、ふるいを通過した酸化アルミニウム粒子は、酸化アルミニウム粒子の全体量100体積%に対して、レーザー回折法で測定した粒径が25.4μm以上の粒子の含有割合が0.5体積%以下となる。ふるい分けによりふるいを通過した酸化アルミニウム粒子を用いて、希土類アルミン酸塩蛍光体粒子と焼成することにより、酸化アルミニウムの結晶の異常成長を抑制し、「凝集」、「ヌケ」、又は「窪み」の不良部分の生成を抑制した焼結体を得ることができる。ふるいは、目開き160μm、線径71μm、ナイロン♯110メッシュを用いてもよい。目開き160μmのふるいは、例えば、N-No.110S(株式会社NBCメッシュテック製)を用いることができる。ふるい分けは、少なくとも1回行うことが好ましく、2回以上行ってもよい。 The aluminum oxide particles are preferably sieved through a sieve with an opening of 160 μm or more. The aluminum oxide particles are preferably sieved through a sieve with an opening of 160 μm or more, and the aluminum oxide particles that have passed through the sieve are used. By sieving the aluminum oxide particles through a sieve with an opening of 160 μm or more, the aluminum oxide particles that have passed through the sieve have a content of particles with a particle size of 25.4 μm or more measured by a laser diffraction method of 0.5 vol. % or less relative to the total volume of the aluminum oxide particles (100 vol. %). By using the aluminum oxide particles that have passed through the sieve and firing them with rare earth aluminate phosphor particles, it is possible to obtain a sintered body that suppresses abnormal growth of aluminum oxide crystals and suppresses the generation of defective parts such as "aggregation," "voids," or "depressions." The sieve may be a nylon #110 mesh with an opening of 160 μm and a wire diameter of 71 μm. For example, a sieve with 160 μm mesh size, such as N-No. 110S (manufactured by NBC Meshtec Co., Ltd.), can be used. Sieving is preferably performed at least once, but may be performed two or more times.
原料混合物を準備することにおいて、酸化アルミニウム粒子と、希土類アルミン酸塩蛍光体粒子と、必要に応じて希土類酸化物粒子を混合することは、乾式混合してもよく、湿式混合してもよい。 In preparing the raw material mixture, the aluminum oxide particles, the rare earth aluminate phosphor particles, and, if necessary, the rare earth oxide particles may be mixed by dry mixing or wet mixing.
乾式混合は、工業的に通常に用いられる混合機を用いて行ってもよい。混合機は、ボールミル、振動ミル、ロールミル、ジェットミル等が挙げられる。 Dry mixing may be carried out using a mixer that is commonly used industrially. Examples of mixers include a ball mill, a vibration mill, a roll mill, and a jet mill.
湿式混合は、酸化アルミニウム粒子と、希土類アルミン酸塩蛍光体と、必要に応じて希土類酸化物粒子と、を液媒体に分散させて、スラリーを得た後、スラリー中に分散された酸化アルミニウム粒子と希土類アルミン酸塩蛍光体粒子とを大気雰囲気、80℃以上105℃以下の温度で、15時間以上48時間以内で乾燥させて、原料混合物を得てもよい。液媒体は、脱イオン水、炭素数1から4の直鎖又は分岐鎖のアルキル基を有するアルコール、又はこれらの混合物を用いることができる。 In the wet mixing, aluminum oxide particles, rare earth aluminate phosphor, and, if necessary, rare earth oxide particles are dispersed in a liquid medium to obtain a slurry, and then the aluminum oxide particles and rare earth aluminate phosphor particles dispersed in the slurry are dried in an air atmosphere at a temperature of 80°C to 105°C for 15 hours to 48 hours to obtain a raw material mixture. The liquid medium may be deionized water, an alcohol having a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a mixture thereof.
原料混合物を準備することにおいて、酸化アルミニウム粒子をふるい分けすることと、ふるい分けした酸化アルミニウム粒子と、希土類アルミン酸塩蛍光体粒子と、必要に応じて希土類酸化物粒子を混合することと、得られた混合物をふるい分けすることと、とを含んでいてもよい。 Preparing the raw material mixture may include sieving the aluminum oxide particles, mixing the sieved aluminum oxide particles with rare earth aluminate phosphor particles and, if necessary, rare earth oxide particles, and sieving the resulting mixture.
原料混合物を準備することにおいて、希土類アルミン酸塩蛍光体と、酸化アルミニウム粒子と、必要に応じて希土類酸化物粒子とを、混合し、得られた原料混合物をふるい分けするこことによって、原料混合物の凝集を抑制することができる。原料混合物のふるい分けは、目開き308μm以下のふるいでふるい分けしてもよい。原料混合物のふるい分けは、目開き160μm以上のふるいでふるい分けしてもよい。目開き308μmのふるい又は目開き160μmのふるいは、酸化アルミニウム粒子をふるい分けしたふるいを用いることができる。原料混合物のふるい分けは、少なくとも1回行うことができ、2回以上行ってもよい。 In preparing the raw material mixture, the rare earth aluminate phosphor, aluminum oxide particles, and, if necessary, rare earth oxide particles are mixed, and the resulting raw material mixture is sieved to suppress aggregation of the raw material mixture. The raw material mixture may be sieved using a sieve with an opening of 308 μm or less. The raw material mixture may be sieved using a sieve with an opening of 160 μm or more. The sieve with an opening of 308 μm or 160 μm may be a sieve used to sieve aluminum oxide particles. The raw material mixture may be sieved at least once, and may be sieved two or more times.
原料混合物を成形して成形体を得ることにおいて、原料混合物を成形する方法としては、プレス成形法等の知られている方法を採用することができる。プレス成形する方法としては、例えば金型プレス成形、JIS Z2500:2000、No.2109で用語が定義されている、冷間静水等方圧加圧(CIP:Cold Isostatic Pressing)等が挙げられる。その他に一軸で圧縮して、原料混合物を成形してもよい。原料混合物を成形する方法は、得られる成形体の形状を整えるために、2種の方法を採用してもよい。例えば原料混合物を、金型プレスにより成形をした後に、CIPを行ってもよい。原料混合物をローラベンチ法により一軸で圧縮して成形した後に、CIPを行ってもよい。CIPは、水を媒体とする冷間静水等方圧加圧法により原料混合物をプレスして成形することが好ましい。 In forming the raw material mixture to obtain a molded body, a known method such as press molding can be used as a method for forming the raw material mixture. Examples of press molding methods include die press molding and cold isostatic pressing (CIP), the terminology of which is defined in JIS Z2500:2000, No. 2109. In addition, the raw material mixture may be compressed uniaxially to form it. As a method for forming the raw material mixture, two types of methods may be adopted to adjust the shape of the resulting molded body. For example, the raw material mixture may be molded by die press and then CIP may be performed. The raw material mixture may be compressed uniaxially by the roller bench method and then CIP may be performed. It is preferable that the CIP is performed by pressing the raw material mixture to form it using cold isostatic pressing with water as a medium.
金型プレス成形時の圧力又は一軸で圧縮して成形する場合の圧力は、好ましくは5MPa以上50MPa以下の範囲内であり、より好ましくは5MPa以上30MPa以下の範囲内である。金型プレス成形時の圧力又は一軸で圧縮して成形する場合の圧力が前記範囲であれば、成形体を所望の形状に整えることができる。 The pressure during die press molding or uniaxial compression molding is preferably in the range of 5 MPa to 50 MPa, more preferably in the range of 5 MPa to 30 MPa. If the pressure during die press molding or uniaxial compression molding is in the above range, the molded body can be shaped into the desired shape.
CIPにおける圧力は、好ましくは50MPa以上200MPa以下の範囲内であり、より好ましくは50MPa以上180MPa以下の範囲内である。CIPにおける圧力が50MPa以上200MPa以下の範囲内であると、後述する1550℃以上1800℃以下の焼成により相対密度が95%以上であるセラミックス複合体を得ることが可能な成形体を形成することができる。 The pressure in the CIP is preferably in the range of 50 MPa to 200 MPa, more preferably in the range of 50 MPa to 180 MPa. When the pressure in the CIP is in the range of 50 MPa to 200 MPa, a molded body can be formed that can be fired at 1550°C to 1800°C, as described below, to obtain a ceramic composite with a relative density of 95% or more.
成形体を焼成して焼結体を得ることにおいて、焼成温度は、1550℃以上1800℃以下の範囲内であることが好ましく、1600℃以上1750℃以下の範囲内であることがより好ましく、1650℃以上1700℃以下の範囲内であることがさらに好ましい。成形体を焼成して焼結体を得ることにおいて、焼成温度が1550℃以上1800℃以下の範囲内であれば、希土類アルミン酸塩蛍光体を溶解させることなく、希土類アルミン酸塩蛍光体を含む第1結晶相、酸化アルミニウムを含む第2結晶相、及び必要に応じて希土類酸化物が結晶成長して生成された第3結晶相を含む焼結体を得ることができ、焼結体からなるセラミックス複合体を得ることができる。 In the case where the molded body is fired to obtain a sintered body, the firing temperature is preferably in the range of 1550°C to 1800°C, more preferably in the range of 1600°C to 1750°C, and even more preferably in the range of 1650°C to 1700°C. In the case where the molded body is fired to obtain a sintered body, if the firing temperature is in the range of 1550°C to 1800°C, a sintered body containing a first crystal phase containing the rare earth aluminate phosphor, a second crystal phase containing aluminum oxide, and optionally a third crystal phase generated by crystal growth of the rare earth oxide can be obtained without dissolving the rare earth aluminate phosphor, and a ceramic composite consisting of the sintered body can be obtained.
成形体を焼成して焼結体を得ることにおいて、焼成は、酸素含有雰囲気で行うことができる。酸素含有雰囲気中の酸素の含有量は、好ましくは5体積%以上、より好ましくは10体積%以上、さらに好ましくは15体積%以上である。成形体は、大気(酸素含有量が20体積%以上)雰囲気のもとで焼成してもよい。成形体を焼成して焼結体を得ることにおいて、焼成は、大気圧(0.101MPa)雰囲気で行うことができる。 When the molded body is fired to obtain a sintered body, the firing can be carried out in an oxygen-containing atmosphere. The oxygen content in the oxygen-containing atmosphere is preferably 5% by volume or more, more preferably 10% by volume or more, and even more preferably 15% by volume or more. The molded body may be fired in an air atmosphere (oxygen content of 20% by volume or more). When the molded body is fired to obtain a sintered body, the firing can be carried out in an atmospheric pressure (0.101 MPa) atmosphere.
成形体を焼成して焼結体を得ることにおいて、焼成時間は、2時間以上20時間以内であることが好ましく、4時間以上10時間以内であってもよい。焼成後、1時間以上100時間以内、大気雰囲気で、第1焼結体を20℃以上200℃以下になるまで冷却することを含んでいてもよい。 In sintering the molded body to obtain a sintered body, the sintering time is preferably from 2 to 20 hours, and may be from 4 to 10 hours. After sintering, the method may include cooling the first sintered body to a temperature of from 20°C to 200°C in an air atmosphere for from 1 to 100 hours.
成形体を焼成して焼結体を得ることにおいて、成形体を1次焼成して第1焼結体を得ることと、得られた第1焼結体を2次焼成して第2焼結体を得ることと、を含んでいてもよい。 The process of sintering a molded body to obtain a sintered body may include a first sintering of the molded body to obtain a first sintered body, and a second sintering of the obtained first sintered body to obtain a second sintered body.
成形体を焼成して焼結体を得ることにおいて、成形体を1次焼成する温度、雰囲気、時間、得られた第1焼結体を冷却することは、前述の成形体を焼成して焼結体を得ることにおける成形体を焼成する温度、雰囲気、時間、冷却と同様であることが好ましい。 In sintering the molded body to obtain a sintered body, it is preferable that the temperature, atmosphere, and time for the primary sintering of the molded body and the cooling of the resulting first sintered body are similar to the temperature, atmosphere, time, and cooling for sintering the molded body in sintering the aforementioned molded body to obtain a sintered body.
成形体を焼成して焼結体を得ることにおいて、成形体を2次焼成して第2焼結体を得ることは、JIS Z2500:2000、No.2112で用語が定義されている熱間等方圧加圧(HIP:Hot Isostatic Pressing)により、1500℃以上1800℃以下の範囲内で2次焼成することが好ましい。第1焼結体を2次焼成して得られる第2焼結体は、相対密度のより高くなる。2次焼成の温度は、1550℃以上1800℃以下の範囲内であることが好ましく、1600℃以上1750℃以下の範囲内であることがより好ましく、1650℃以上1700℃以下の範囲内であることがさらに好ましい。2次焼成は、アルゴン又は窒素雰囲気で行うことができる。 In the case of sintering a molded body to obtain a sintered body, the molded body is preferably sintered at a temperature of 1500°C to 1800°C by hot isostatic pressing (HIP), as defined in JIS Z2500:2000, No. 2112. The second sintered body obtained by sintering the first sintered body has a higher relative density. The temperature of the secondary sintering is preferably in the range of 1550°C to 1800°C, more preferably in the range of 1600°C to 1750°C, and even more preferably in the range of 1650°C to 1700°C. The secondary sintering can be performed in an argon or nitrogen atmosphere.
2次焼成は、HIPにおける圧力が、好ましくは50MPa以上300MPa以下の範囲内であることが好ましく、80MPa以上200MPa以下の範囲内であることがより好ましい。HIPにおける圧力が50MPa以上300MPa以下の範囲内であると、希土類アルミン酸塩蛍光体を含む第1結晶相の結晶構造にダメージを与えることなく、第2焼結体の全体を均一に、より高い密度にすることができる。 In the secondary firing, the pressure in the HIP is preferably in the range of 50 MPa to 300 MPa, and more preferably in the range of 80 MPa to 200 MPa. When the pressure in the HIP is in the range of 50 MPa to 300 MPa, the entire second sintered body can be made uniform and have a higher density without damaging the crystal structure of the first crystal phase containing the rare earth aluminate phosphor.
HIPによる2次焼成は、例えば0.5時間以上20時間以内で行うことが好ましく、1時間以上10時間以内で行ってもよい。2次焼成後、1時間以上10時間以内、アルゴン又は窒素雰囲気で、第2焼結体を20℃以上200℃以下になるまで冷却することを含んでいてもよい。 The secondary firing by HIP is preferably carried out for, for example, 0.5 to 20 hours, and may be carried out for 1 to 10 hours. After the secondary firing, the second sintered body may be cooled to 20°C to 200°C in an argon or nitrogen atmosphere for 1 to 10 hours.
セラミックス複合体の製造方法は、アニール処理すること、加工すること、及び面処理することの少なくとも1つを行うことを含んでいてもよく、2つ以上を行うことを含んでいてもよく、3つを行うことを含んでいてもよい。アニール処理すること、加工すること、又は、面処理することは、成形体を焼成して焼結体を得ることの後に行うことが好ましい。成形体を焼成して焼結体を得ることにおいて、成形体を1次焼成して第1焼結体を得ることと、第1焼結体を2次焼成して第2焼結体を得ることと、を含む場合には、アニール処理すること、加工すること、又は面処理することは、第1焼結体を2次焼成して第2焼結体を得ることの後に行うことが好ましい。 The method for producing a ceramic composite may include at least one of annealing, processing, and surface treatment, or may include two or more of them, or may include three of them. The annealing, processing, or surface treatment is preferably performed after firing the molded body to obtain a sintered body. When the method for firing the molded body to obtain a sintered body includes a first firing of the molded body to obtain a first sintered body and a second firing of the first sintered body to obtain a second sintered body, the annealing, processing, or surface treatment is preferably performed after the second firing of the first sintered body to obtain the second sintered body.
アニール処理することは、還元雰囲気で、成形体を焼成して焼結体を得ることにおける焼成温度、よりも低い温度で熱処理する。成形体を焼成して焼結体を得ることにおいて、成形体を1次焼成して第1焼結体を得ることと、第1焼結体を2次焼成して第2焼結体を得ることを含む場合には、1次焼成温度及び2次焼成温度よりも低い温度で熱処理する。焼結体は、還元雰囲気でアニール処理することによって、希土類アルミン酸塩蛍光体を含む第1結晶相中に含まれる酸化された賦活元素を還元することができ、発光中心となる賦活元素の酸化による波長変換効率の低下と輝度の低下を抑制することができる。還元雰囲気は、へリウム、ネオン及びアルゴンからなる群から選ばれる少なくとも1種の希ガス又は窒素ガスと、水素ガス又は一酸化炭素ガスとを含む雰囲気であればよく、雰囲気中に少なくともアルゴン又は窒素ガスと、水素ガス又は一酸化炭素ガスとを含むことがより好ましい。アニール処理は、焼結体又は第1焼結体に行ってよく、第2焼結体に行ってもよく、第1焼結体又は第2焼結体のいずか一方に行ってもよい。 The annealing treatment is a heat treatment in a reducing atmosphere at a temperature lower than the firing temperature in the case where the molded body is fired to obtain a sintered body. When the firing of the molded body to obtain a sintered body includes a first firing of the molded body to obtain a first sintered body and a second firing of the first sintered body to obtain a second sintered body, the heat treatment is performed at a temperature lower than the first firing temperature and the second firing temperature. By annealing the sintered body in a reducing atmosphere, the oxidized activation element contained in the first crystal phase containing the rare earth aluminate phosphor can be reduced, and the decrease in wavelength conversion efficiency and the decrease in brightness due to the oxidation of the activation element that is the luminescence center can be suppressed. The reducing atmosphere may be an atmosphere containing at least one rare gas selected from the group consisting of helium, neon, and argon, or nitrogen gas, and hydrogen gas or carbon monoxide gas, and it is more preferable that the atmosphere contains at least argon or nitrogen gas, and hydrogen gas or carbon monoxide gas. The annealing treatment may be performed on the sintered body or the first sintered body, or on the second sintered body, or on either the first sintered body or the second sintered body.
アニール処理することの温度は、焼成温度よりも低い温度であり、1000℃以上1500℃以下の範囲内であることが好ましい。アニール処理の温度は、より好ましくは1000℃以上1400℃以下の範囲内であり、さらに好ましくは1100℃以上1350℃以下の範囲内である。アニール処理の温度が、焼成温度、1次焼成温度又は2次焼成温度よりも低い温度であり、1000℃以上1500℃以下の範囲内であれば、セラミックス複合体中の希土類アルミン酸塩蛍光体を含む第1結晶相に含まれる酸化された賦活元素を還元し、波長変換の効率の低下と輝度の低下を抑制することができる。 The temperature of the annealing treatment is lower than the firing temperature, and is preferably in the range of 1000°C to 1500°C. The temperature of the annealing treatment is more preferably in the range of 1000°C to 1400°C, and even more preferably in the range of 1100°C to 1350°C. If the annealing treatment temperature is lower than the firing temperature, the primary firing temperature, or the secondary firing temperature, and is in the range of 1000°C to 1500°C, the oxidized activator element contained in the first crystal phase containing the rare earth aluminate phosphor in the ceramic composite can be reduced, and the decrease in wavelength conversion efficiency and the decrease in brightness can be suppressed.
加工することは、得られた焼結体を所望の大きさ又は厚さに切断する加工を行ってもよい。焼結体の厚みは、100μm以上400μm以下の範囲内に加工することが好ましい。焼結体の厚みが100μm以上400μm以下の範囲内であれば、焼結体を構成する第1結晶相に含まれる希土類アルミン酸塩蛍光体で波長変換された光と、第2結晶相及び第3結晶相を含む場合には第3結晶相を透過する光との色調のばらつきが小さく、色調のばらつきの小さい光をセラミックス複合体から出射することができる。加工は、公知の切断する方法を利用することができ、例えば、ブレードダイシング、レーザーダイシング、ワイヤーソーから選択された少なくとも1種の方法を用いて切断する方法が挙げられる。これらのうち、切断面の凹凸をより低減することができる点からワイヤーソーが好ましい。 Processing may involve cutting the obtained sintered body to a desired size or thickness. The thickness of the sintered body is preferably processed to a range of 100 μm to 400 μm. If the thickness of the sintered body is within the range of 100 μm to 400 μm, the color variation between the light wavelength-converted by the rare earth aluminate phosphor contained in the first crystal phase constituting the sintered body and the light transmitted through the third crystal phase when the second crystal phase and the third crystal phase are included is small, and light with small color variation can be emitted from the ceramic composite. Processing can be performed using a known cutting method, for example, a method using at least one method selected from blade dicing, laser dicing, and wire saw. Of these, a wire saw is preferred because it can further reduce unevenness on the cut surface.
面処理することは、得られた焼結体を切断して得た切断物の表面を面処理する工程である。面処理することによって、セラミックス複合体の発光特性の向上のために、焼結体を含むセラミックス複合体の表面を適切な状態とすることができる。上述の加工すること、及び、面処理することによって、所望の形状、大きさ又は厚さの焼結体を含むセラミックス複合体を得ることができる。面処理することは、焼結体を加工することの前に行ってもよく、加工した後に行ってもよい。面処理する方法は、例えば、サンドブラストによる方法、機械研削による方法、化学的エッチングによるから選択された少なくとも1種の方法が挙げられる。 Surface treatment is a process of surface-treating the surface of the cut piece obtained by cutting the obtained sintered body. By surface treatment, the surface of the ceramic composite containing the sintered body can be made into an appropriate state in order to improve the luminescence characteristics of the ceramic composite. By the above-mentioned processing and surface treatment, a ceramic composite containing a sintered body of a desired shape, size, or thickness can be obtained. Surface treatment may be performed before or after processing the sintered body. Examples of the surface treatment method include at least one method selected from a sandblasting method, a mechanical grinding method, and a chemical etching method.
前述の焼結体からなるセラミックス複合体は、光源と組み合わせて、発光装置の波長変換部材を構成する部材として用いることができる。セラミックス複合体を用いた発光装置の一例について説明する。 The ceramic composite made of the above-mentioned sintered body can be used as a component constituting the wavelength conversion member of a light-emitting device in combination with a light source. An example of a light-emitting device using a ceramic composite will be described below.
発光装置は、セラミックス複合体を含む波長変換部材と、励起光源とを備えることが好ましい。
図2Aは、発光装置の一例を示し、発光装置100の概略平面図であり、図2Bは、図2Aに示す発光装置100のIIB-IIB’線の概略断面図である。発光装置100は、LED又はLDからなる発光素子20と、発光素子20からの光により励起されて発光するセラミックス複合体からなる波長変換部材30とを備える。発光素子20は、実装基板10上に導電部材60であるバンプを介してフリップチップ実装されている。発光素子20は、発光装置100の励起光源であり、発光素子20の発光面に波長変換部材30が接合される。発光素子20と波長変換部材30は、接着層40を介して接合されていてもよい。発光素子20及び波長変換部材30は、その側面が光を反射する被覆部材50によって覆われている。発光素子20は、実装基板10上に形成された配線及び導電部材60を介して、発光装置100の外部からの電力の供給を受けて、発光装置100を発光させることができる。発光装置100は、発光素子20を過大な電圧の印加による破壊から防ぐための保護素子等の半導体素子70を含んでいてもよい。被覆部材50は、例えば半導体素子70を覆うように設けられる。被覆部材50は、樹脂51と、着色剤、蛍光体及びフィラーからなる群から選択される少なくとも1種の添加材52を含んでいてもよい。以下、発光装置に用いる各部材について説明する。なお、詳細は、例えば特開2014-112635号公報の開示を参照することもできる。
The light emitting device preferably comprises a wavelength conversion member containing a ceramic composite and an excitation light source.
FIG. 2A shows an example of a light emitting device, and is a schematic plan view of the light emitting device 100, and FIG. 2B is a schematic cross-sectional view of the light emitting device 100 along the line IIB-IIB' shown in FIG. 2A. The light emitting device 100 includes a light emitting element 20 made of an LED or LD, and a wavelength conversion member 30 made of a ceramic composite excited by light from the light emitting element 20 to emit light. The light emitting element 20 is flip-chip mounted on the mounting substrate 10 via bumps that are conductive members 60. The light emitting element 20 is an excitation light source for the light emitting device 100, and the wavelength conversion member 30 is bonded to the light emitting surface of the light emitting element 20. The light emitting element 20 and the wavelength conversion member 30 may be bonded via an adhesive layer 40. The light emitting element 20 and the wavelength conversion member 30 have their sides covered by a covering member 50 that reflects light. The light emitting element 20 can receive power from the outside of the light emitting device 100 via wiring and the conductive member 60 formed on the mounting substrate 10, causing the light emitting device 100 to emit light. The light emitting device 100 may include a semiconductor element 70 such as a protective element for protecting the light emitting element 20 from destruction due to application of an excessive voltage. The covering member 50 is provided, for example, so as to cover the semiconductor element 70. The covering member 50 may include a resin 51 and at least one additive material 52 selected from the group consisting of a colorant, a phosphor, and a filler. Each member used in the light emitting device will be described below. For details, the disclosure of JP 2014-112635 A may be referenced.
発光素子は、例えば、窒化物系半導体を用いた半導体発光素子である、LEDチップ又はLDチップを用いることができる。発光素子は、好ましくは380nm以上500nm以下の範囲内に発光ピーク波長を有し、より好ましくは390nm以上495nm以下の範囲内に発光ピーク波長を有し、さらに好ましくは400nm以上490nm以下の範囲内に発光ピーク波長を有し、特に好ましくは420nm以上490nm以下の範囲内に発光ピーク波長を有する。発光素子は、p電極及びn電極が設けられている。発光素子のp電極及びn電極は、発光素子の同じ側の面に形成されていてもよく、異なる側の面に設けられていてもよい。発光素子は、フリップチップ実装されていてもよい。 The light-emitting element may be, for example, an LED chip or an LD chip, which is a semiconductor light-emitting element using a nitride-based semiconductor. The light-emitting element preferably has an emission peak wavelength in the range of 380 nm to 500 nm, more preferably has an emission peak wavelength in the range of 390 nm to 495 nm, even more preferably has an emission peak wavelength in the range of 400 nm to 490 nm, and particularly preferably has an emission peak wavelength in the range of 420 nm to 490 nm. The light-emitting element is provided with a p-electrode and an n-electrode. The p-electrode and n-electrode of the light-emitting element may be formed on the same side of the light-emitting element, or may be provided on different sides. The light-emitting element may be flip-chip mounted.
波長変換部材は、前述のセラミックス複合体を用いることができる。波長変換部材として用いるセラミックス複合体の大きさは、発光素子の光の取り出し面を全て覆う大きさであればよい。発光素子と波長変換部材の間には、接着層が介在してもよく、接着層で発光素子と波長変換部材とを固着してもよい。波長変換部材は、前述のセラミックス複合体と、他の部材、例えば透光性部材を備えたものでもよい。 The wavelength conversion member may be the ceramic composite described above. The size of the ceramic composite used as the wavelength conversion member may be large enough to cover the entire light extraction surface of the light emitting element. An adhesive layer may be interposed between the light emitting element and the wavelength conversion member, and the light emitting element and the wavelength conversion member may be fixed to each other by the adhesive layer. The wavelength conversion member may be a member including the ceramic composite described above and another member, such as a light-transmitting member.
発光装置の製造方法の一例を説明する。なお、詳細は、例えば特開2014-112635号公報、又は、特開2017-117912号公報の開示を参照することもできる。発光装置の製造方法は、発光素子の配置工程、必要に応じて半導体素子の配置工程、セラミックス複合体を含む波長変換部材の形成工程、発光素子と波長変換部材の接着工程、被覆部材の形成工程を含むことが好ましい。
発光素子の配置工程において、実装基板上に発光素子を配置し、実装する。発光素子と半導体素子とは、例えば、実装基板上にフリップチップ実装される。
発光素子と波長変換部材の接着工程において、波長変換部材を発光素子の発光面に対向させて、発光素子上に波長変換部材を接着層により接合する。
被覆部材の形成工程において、発光面を除く、発光素子、及び波長変換部材の側面が、被覆部材用組成物で覆われ、発光面を除く発光素子及び波長変換部材の側面に被覆部材が形成される。この被覆部材は、発光素子から出射された光を反射させるためのものであり、波長変換部材の発光面を覆うことなく側面を覆い、かつ半導体素子を埋設するように形成される。
以上のようにして、図2A及び図2Bに示す発光装置を製造することができる。
An example of a method for manufacturing a light emitting device will be described. For details, refer to the disclosures of, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-112635 or Japanese Patent Application Laid-Open No. 2017-117912. The method for manufacturing a light emitting device preferably includes a step of arranging a light emitting element, a step of arranging a semiconductor element as necessary, a step of forming a wavelength conversion member including a ceramic composite, a step of bonding the light emitting element and the wavelength conversion member, and a step of forming a coating member.
In the step of arranging the light emitting element, the light emitting element is arranged on a mounting substrate and mounted thereon. The light emitting element and the semiconductor element are, for example, flip-chip mounted on the mounting substrate.
In the step of adhering the light emitting element and the wavelength conversion member, the wavelength conversion member is opposed to the light emitting surface of the light emitting element, and the wavelength conversion member is bonded onto the light emitting element by an adhesive layer.
In the step of forming the covering member, the side surfaces of the light emitting element and the wavelength conversion member except for the light emitting surface are covered with the composition for the covering member, and a covering member is formed on the side surfaces of the light emitting element and the wavelength conversion member except for the light emitting surface. This covering member is for reflecting light emitted from the light emitting element, and is formed so as to cover the side surfaces without covering the light emitting surface of the wavelength conversion member and to embed the semiconductor element.
In this manner, the light emitting device shown in FIGS. 2A and 2B can be manufactured.
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。 The present invention will be described in detail below with reference to examples. The present invention is not limited to these examples.
実施例1
原料混合物を準備することにおいて、本実施例は、酸化アルミニウム粒子をふるい分けすることと、ふるい分けした酸化アルミニウム粒子と、希土類アルミン酸塩蛍光体粒子と、希土類酸化物粒子と、を混合することを含む。
酸化アルミニウム粒子として、酸化アルミニウムの純度が99質量%の酸化アルミニウム(Al2O3)粒子を用いた。酸化アルミニウムの純度は、酸化アルミニウム粒子を800℃で1時間、大気雰囲気で焼成し、焼成前と後の酸化アルミニウムの質量から求めた。
原料混合物を準備することにおいて、酸化アルミニウム粒子をふるい分けすることは、目開き160μm、線径71μm、ナイロン♯110メッシュのN-No.110S(株式会社NBCメッシュテック製)を用いて行った。ふるい分けは、1回行った。ふるい分けを行った酸化物アルミニウム粒子は、後述するレーザー回折法で測定した粒径が20.2μm以上25.4μm未満の粒子及び25.4μm以上の粒子のいずれの含有割合も0体積%であった。
賦活元素としてCeを含有し、第1希土類元素としてY及びGdを含有する、前記式(I)で表される組成式に含まれる(Y0.806Gd0.16Ce0.034)3Al5O12で表される組成を有する希土類アルミン酸塩蛍光体粒子を準備した。希土類アルミン酸塩蛍光体粒子の後述するFSSS法により測定した平均粒径は15μmであった。
第2希土類元素としてYを含む、希土類酸化物粒子として、酸化イットリウム(Y2O3)粒子を準備した。酸化イットリウム粒子の後述するFSSS法により測定した平均粒径は0.1μmであった。
原料混合物を準備することにおいて、ふるい分けした酸化アルミニウム粒子と、希土類アルミン酸塩蛍光体粒子と、希土類酸化物粒子と、を混合することは、希土類アルミン酸塩蛍光体粒子を11g、酸化アルミニウム粒子を88.9g、酸化イットリウム粒子を0.1g、それぞれ秤量し、乾式ボールミルで混合し、混合媒体であるボールを除き、原料混合物を準備した(図1において、原料混合物を準備することS101に相当する。)。希土類アルミン酸塩蛍光体粒子、酸化アルミニウム粒子、及び酸化イットリウム粒子の合計からなる原料混合物100質量%に対して、希土類アルミン酸塩蛍光体粒子の含有量は11.0質量%であり、酸化アルミニウム粒子の含有量は88.9質量%であり、酸化イットリウム粒子の含有量は0.1質量%であった。
Example 1
In preparing the raw material mixture, this embodiment includes sieving aluminum oxide particles, and mixing the sieved aluminum oxide particles, rare earth aluminate phosphor particles, and rare earth oxide particles.
The aluminum oxide particles used were aluminum oxide (Al 2 O 3 ) particles with a purity of 99% by mass. The purity of the aluminum oxide was determined by calcining the aluminum oxide particles at 800° C. for 1 hour in an air atmosphere and measuring the mass of the aluminum oxide before and after calcination.
In preparing the raw material mixture, the aluminum oxide particles were sieved using N-No. 110S (manufactured by NBC Meshtec Co., Ltd.) with a mesh size of 160 μm, a wire diameter of 71 μm, and a nylon #110 mesh. Sieving was performed once. The aluminum oxide particles that were sieved had a particle size of 20.2 μm or more and less than 25.4 μm and a particle size of 25.4 μm or more, both of which were 0% by volume, as measured by a laser diffraction method described later.
Rare earth aluminate phosphor particles were prepared which contained Ce as an activator element, and Y and Gd as first rare earth elements, and had a composition represented by (Y0.806Gd0.16Ce0.034)3Al5O12, which is included in the composition formula represented by formula (I) above. The average particle size of the rare earth aluminate phosphor particles measured by the FSSS method described below was 15 μm.
Yttrium oxide (Y 2 O 3 ) particles were prepared as rare earth oxide particles containing Y as the second rare earth element. The average particle size of the yttrium oxide particles measured by the FSSS method described below was 0.1 μm.
In preparing the raw material mixture, the sieved aluminum oxide particles, the rare earth aluminate phosphor particles, and the rare earth oxide particles were mixed by weighing 11 g of the rare earth aluminate phosphor particles, 88.9 g of the aluminum oxide particles, and 0.1 g of the yttrium oxide particles, and mixing them in a dry ball mill, and the balls serving as the mixing medium were removed to prepare the raw material mixture (corresponding to S101 of preparing the raw material mixture in FIG. 1). With respect to 100% by mass of the raw material mixture consisting of the rare earth aluminate phosphor particles, the aluminum oxide particles, and the yttrium oxide particles in total, the content of the rare earth aluminate phosphor particles was 11.0% by mass, the content of the aluminum oxide particles was 88.9% by mass, and the content of the yttrium oxide particles was 0.1% by mass.
原料混合物を成形して成形体を得ることにおいて、原料混合物を金型に充填し、10MPa(102kgf/cm2)の圧力で、直径100mm、厚さ12mmの円筒形状の成形体を形成した。得られた成形体を、包装容器に入れて真空包装し、冷間静水等方圧加圧装置(株式会社神戸製鋼所(KOBELCO)製)を用いて176MPaでCIPを行い、原料混合物を成形して成形体を得た(図1において、原料混合物を成形して成形体を得ることS102に相当する。)。 In molding the raw material mixture to obtain a molded body, the raw material mixture was filled into a mold and formed into a cylindrical molded body with a diameter of 100 mm and a thickness of 12 mm at a pressure of 10 MPa (102 kgf/ cm2 ). The obtained molded body was placed in a packaging container and vacuum-packed, and subjected to CIP at 176 MPa using a cold isostatic pressing device (manufactured by Kobe Steel, Ltd. (KOBELCO)) to mold the raw material mixture to obtain a molded body (corresponding to S102 of molding the raw material mixture to obtain a molded body in FIG. 1).
成形体を焼成して焼結体を得ることにおいて、本実施例は、成形体を焼成して焼結体を得ることにおいて、成形体を1次焼成して第1焼結体を得ることと、得られた第1焼結体を2次焼成して第2焼結体を得ることと、を含む。
成形体を焼成して焼結体を得ることにおいて、得られた成形体を、焼成炉(丸祥電気株式会社製)を用いて、大気雰囲気(0.101MPa、酸素濃度20体積%)で、1650℃の温度で1次焼成し、第1焼結体を得た。1次焼成の時間は、6時間であった。1次焼成後、12時間で第1焼結体を150℃になるまで冷却した。
成形体を焼成して焼結体を得ることにおいて、得られた第1焼結体を、熱間等方圧加圧(HIP)装置(株式会社神戸製鋼所(KOBELCO)製)を用いて、圧力媒体に窒素ガスを用いて窒素ガス雰囲気(99.99体積%以上)のもとで、1650℃の温度、195MPaの圧力で、2時間、HIPによる2次焼成を行い、第2焼結体を得た。2次焼成の時間は、2時間であった。2次焼成後、5時間で第2焼結体が150℃になるまで冷却した。
本実施例において、成形体を焼成して焼結体を得ることの後に、具体的には成形体を焼成して焼結体を得ることにおいて、得られた第1焼結体を2次焼成して第2焼結体を得ることの後に、加工することを含む。
第2焼結体を、ワイヤーソーを用いて、所定の形状及び大きさに切断して、加工された第2焼結体を得た(図1において、成形体を焼成して焼結体を得ることS103に相当する。)。
本実施例において、成形体を焼成して焼結体を得ることの後に、具体的には成形体を焼成して焼結体を得ることにおいて、得られた第1焼結体を2次焼成して第2焼結体を得ることの後に、面処理することを含む。面処理することは、前述の加工することの後に行った。
加工後の第2焼結体の切断面の表面を平面研削機で研磨し、厚みが180μmの板状の第2焼結体からなる実施例1のセラミックス複合体を得た。
In the case of firing a molded body to obtain a sintered body, this embodiment includes a primary firing of the molded body to obtain a first sintered body, and a secondary firing of the obtained first sintered body to obtain a second sintered body.
In the process of sintering the molded body to obtain a sintered body, the obtained molded body was subjected to primary sintering at a temperature of 1650°C in an air atmosphere (0.101 MPa, oxygen concentration 20% by volume) using a sintering furnace (manufactured by Marusho Denki Co., Ltd.) to obtain a first sintered body. The primary sintering time was 6 hours. After the primary sintering, the first sintered body was cooled to 150°C in 12 hours.
In the process of sintering the molded body to obtain a sintered body, the obtained first sintered body was subjected to secondary sintering by hot isostatic pressing (HIP) using a hot isostatic pressing (HIP) device (manufactured by Kobe Steel, Ltd. (KOBELCO)) in a nitrogen gas atmosphere (99.99% by volume or more) using nitrogen gas as a pressure medium at a temperature of 1650°C and a pressure of 195 MPa for 2 hours to obtain a second sintered body. The secondary sintering time was 2 hours. After the secondary sintering, the second sintered body was cooled to 150°C in 5 hours.
In this embodiment, after firing the molded body to obtain a sintered body, specifically, in firing the molded body to obtain a sintered body, the obtained first sintered body is subjected to a second firing to obtain a second sintered body, and then processing is performed.
The second sintered body was cut into a predetermined shape and size using a wire saw to obtain a processed second sintered body (corresponding to S103 in FIG. 1, where the molded body is fired to obtain a sintered body).
In this embodiment, after the compact is fired to obtain a sintered body, specifically, after the first sintered body obtained in the firing of the compact to obtain a sintered body is fired secondarily to obtain a second sintered body, surface treatment is performed. The surface treatment is performed after the above-mentioned processing.
The cut surface of the processed second sintered body was polished by a surface grinder to obtain a ceramic composite of Example 1 consisting of a plate-like second sintered body having a thickness of 180 μm.
実施例2
本実施例は、原料混合物を準備することにおける、酸化アルミニウム粒子をふるい分けすることを以下のように行ったこと以外は、実施例1と同様にして、厚みが180μmの板状の焼結体からなる実施例2のセラミックス複合体を得た。
原料を準備することにおける、酸化アルミニウム粒子のふるい分けは、目開き308μm、線径200μm、ナイロン♯50メッシュのNB50(株式会社NBCメッシュテック製)を用いて、酸化アルミニウム粒子のふるい分けを行った。ふるい分けは、1回行った。ふるい分けした酸化アルミニウム粒子は、後述するレーザー回折法で測定した粒径が25.4μm以上の粒子の含有割合が0体積%であった。
Example 2
In this example, a ceramic composite of Example 2 consisting of a plate-like sintered body having a thickness of 180 μm was obtained in the same manner as in Example 1, except that in preparing the raw material mixture, the aluminum oxide particles were sieved as follows.
In preparing the raw material, the aluminum oxide particles were sieved using NB50 (manufactured by NBC Meshtec Co., Ltd.) with a mesh size of 308 μm, a wire diameter of 200 μm, and a nylon #50 mesh. Sieving was performed once. The sieved aluminum oxide particles had a particle size of 25.4 μm or more, as measured by a laser diffraction method described below, of 0% by volume.
比較例1
本比較例は、原料混合物を準備することにおける、酸化アルミニウム粒子のふるい分けを行わなかったこと以外は、実施例1と同様にして、厚みが180μmの板状の焼結体からなる比較例2のセラミックス複合体を得た。
ふるい分け行わない酸化アルミニウム粒子は、後述するレーザー回折法で測定した粒径が25.4μm以上の粒子の含有割合が1.1体積%であった。酸化アルミニウム粒子の純度は、実施例1と同様にして求めた。
Comparative Example 1
In this comparative example, a ceramic composite of Comparative Example 2 consisting of a plate-like sintered body having a thickness of 180 μm was obtained in the same manner as in Example 1, except that the aluminum oxide particles were not sieved in preparing the raw material mixture.
The aluminum oxide particles not subjected to sieving had a particle content of 1.1% by volume having a particle size of 25.4 μm or more as measured by a laser diffraction method described below. The purity of the aluminum oxide particles was determined in the same manner as in Example 1.
実施例1及び2、並びに比較例1で用いた各酸化アルミニウム粒子の体積基準に粒度分布をレーザー回折式粒子径測定装置(マスターサイザー2000、Malvern社製)を用いて測定し、酸化アルミニウム粒子の全体量に対する各粒径の粒子の含有割合を求めた。また、体積基準の粒度分布における小径側からの積算値が50%の体積平均粒径を求めた、結果を表1に示す。図3に、各酸化アルミニウム粒子の体積基準の粒度分布を示す。後述する表1に示すように、比較例1で用いた酸化アルミニウム粒子の体積基準の粒度分布において、25.4μm付近の含有割合は、1.1体積%であった。また、図3から、ふるい分けを行わない比較例1で用いた酸化アルミニウム粒子は、粗大粒子が多いことが確認できる。 The volumetric particle size distribution of each aluminum oxide particle used in Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 was measured using a laser diffraction particle size measuring device (Mastersizer 2000, manufactured by Malvern) to determine the content ratio of particles of each particle size relative to the total amount of aluminum oxide particles. In addition, the volume average particle size at which the cumulative value from the small diameter side in the volumetric particle size distribution is 50% was determined, and the results are shown in Table 1. Figure 3 shows the volumetric particle size distribution of each aluminum oxide particle. As shown in Table 1 described later, in the volumetric particle size distribution of the aluminum oxide particles used in Comparative Example 1, the content ratio near 25.4 μm was 1.1 vol.%. In addition, it can be confirmed from Figure 3 that the aluminum oxide particles used in Comparative Example 1, which were not sieved, contained a large number of coarse particles.
希土類アルミン酸塩蛍光体粒子及び希土類酸化物粒子である酸化イットリウム粒子について、以下のようにFSSS法により平均粒径を測定した。
各粒子についてFisher Sub-Sieve Sizer Model 95(Fisher Scientific社製)を用いて、気温25℃、相対湿度70%の環境下において、1cm3分の各粒子の試料物原料をそれぞれ計り取り、専用の管状容器にパッキングした後、一定圧力の乾燥空気を流し、差圧から比表面積を読み取り、FSSS法による粒径を算出した。結果は上述のとおりである。
The average particle size of the rare earth aluminate phosphor particles and the yttrium oxide particles, which are rare earth oxide particles, was measured by the FSSS method as follows.
Using a Fisher Sub-Sieve Sizer Model 95 (manufactured by Fisher Scientific), 1 cm3 of sample material for each particle was measured out in an environment of 25°C temperature and 70% relative humidity, packed in a dedicated tubular container, and then dry air at a constant pressure was allowed to flow, the specific surface area was read from the pressure difference, and the particle size was calculated by the FSSS method. The results are as described above.
得られた実施例及び比較例の各セラミックス複合体について、図2A及び図2Bに示す発光装置100を以下のようにして発光装置を作製した。発光素子20及び半導体素子70を実装基板10に載置した。具体的には、サファイア基板上に窒化物半導体が積層されて形成された、厚みが約0.11mmで、平面形状が約1.0mm四方の略正方形であり、主波長が450nmである発光素子20を、半導体成長基板であるサファイア基板側が光出射面となるように、発光素子20及び半導体素子70を一列に配置して、Auからなる導電部材60を用いて、実装基板10に形成させた導電パターンにフリップチップ実装した。
次に、発光素子20の上面に、接着剤40としてシリコーン樹脂を配置して、実施例及び比較例の各セラミックス複合体を板状に形成した波長変換部材30と発光素子20のサファイア基板の上面とを接着させた。
次に、発光素子20、波長変換部材30及び半導体素子70の周囲に被覆部材50を配置した。発光素子20、波長変換部材30の側面に沿って被覆部材50を配置するとともに、半導体素子70を被覆部材50の中に完全に埋没させた。被覆部材50に含まれる樹脂51は、ジメチルシリコーン樹脂を使用し、光反射性材料52として平均粒径が0.28μmの酸化チタン粒子を、樹脂51に対して60質量%含有させた。このような工程により、図2A及び図2Bに示される発光装置100を作製した。
実施例及び比較例の各セラミックス複合体を用いた各発光装置について、以下のように評価を行った。その結果を表1に示す。
For each of the obtained ceramic composites of the examples and comparative examples, the light emitting device 100 shown in Figures 2A and 2B was fabricated as follows. The light emitting element 20 and the semiconductor element 70 were placed on the mounting substrate 10. Specifically, the light emitting element 20 was formed by stacking nitride semiconductors on a sapphire substrate, had a thickness of about 0.11 mm, a planar shape of a substantially square of about 1.0 mm square, and had a dominant wavelength of 450 nm. The light emitting element 20 and the semiconductor element 70 were arranged in a line so that the sapphire substrate side, which is a semiconductor growth substrate, became the light emitting surface, and were flip-chip mounted on the conductive pattern formed on the mounting substrate 10 using the conductive member 60 made of Au.
Next, silicone resin was placed as adhesive 40 on the upper surface of the light-emitting element 20 to bond the wavelength conversion member 30 formed from each of the ceramic composites of the examples and comparative examples into a plate shape to the upper surface of the sapphire substrate of the light-emitting element 20.
Next, the covering member 50 was disposed around the light emitting element 20, the wavelength conversion member 30, and the semiconductor element 70. The covering member 50 was disposed along the side surfaces of the light emitting element 20 and the wavelength conversion member 30, and the semiconductor element 70 was completely buried in the covering member 50. Dimethyl silicone resin was used as the resin 51 contained in the covering member 50, and titanium oxide particles having an average particle size of 0.28 μm were contained as the light reflective material 52 in an amount of 60 mass % relative to the resin 51. Through these steps, the light emitting device 100 shown in FIG. 2A and FIG. 2B was fabricated.
The light emitting devices using the ceramic composites of the Examples and Comparative Examples were evaluated as follows. The results are shown in Table 1.
実施例及び比較例の各セラミックス複合体を用いた発光装置をそれぞれ40個作製し、イメージング色彩輝度計(ProMetric I8、Radiant Vision Systems社製)を用いて、CIE(国際照明委員会)1931色度図の色度座標系における色度座標(x、y)を求めた。実施例及び比較例の各セラミックス複合体を用いた40個の発光装置の色度座標(x、y)の平均値を、実施例及び比較例のセラミックス複合体の色度座標(x、y)とした。また、実施例及び比較例の各セラミックス複合体を用いた40個の発光装置の色度座標(x、y)の標準偏差(1σ)を、色調のばらつきを評価する指標として求めた。結果を表1に示す。 Forty light-emitting devices using each of the ceramic composites of the examples and comparative examples were produced, and the chromaticity coordinates (x, y) in the chromaticity coordinate system of the CIE (International Commission on Illumination) 1931 chromaticity diagram were determined using an imaging colorimeter (ProMetric I8, manufactured by Radiant Vision Systems). The average value of the chromaticity coordinates (x, y) of the 40 light-emitting devices using each of the ceramic composites of the examples and comparative examples was taken as the chromaticity coordinates (x, y) of the ceramic composites of the examples and comparative examples. In addition, the standard deviation (1σ) of the chromaticity coordinates (x, y) of the 40 light-emitting devices using each of the ceramic composites of the examples and comparative examples was determined as an index for evaluating the variation in color tone. The results are shown in Table 1.
実施例1及び2に係る焼結体からなるセラミックス複合体は、レーザー回折法で測定した粒径が25.4μm以上の粒子の含有割合が0.5体積%以下である酸化アルミニウム粒子を含む原料混合物を用いて製造されたため、焼成による酸化アルミニウムの結晶の異常成長が抑制され、得られた焼結体の表面を走査型電子顕微鏡により得られたSEM画像を確認しても、「凝集」、「ヌケ」、又は「窪み」の不良部分を確認することができなかった。 The ceramic composites made of the sintered bodies of Examples 1 and 2 were manufactured using a raw material mixture containing aluminum oxide particles in which the content of particles with a particle size of 25.4 μm or more, as measured by laser diffraction, was 0.5 volume % or less. This suppressed abnormal growth of aluminum oxide crystals during firing, and no defects such as "aggregates," "voids," or "depressions" were identified when examining the surface of the resulting sintered body in SEM images taken with a scanning electron microscope.
実施例1及び2に係る焼結体からなるセラミックス複合体は、酸化アルミニウムのVD値が0.6未満であり、酸化アルミニウム粒子の粒度分布が狭くなり、大きさが揃った酸化アルミニウム粒子を含む第2結晶相が形成される。セラミックス複合体に入射された光は、大きさが揃った第2結晶相の粒界で散乱され、第1結晶相に含まれる希土類アルミン酸塩蛍光体で波長変換された光と、第2結晶相を透過する光との色調差が小さくなり、セラミックス複合体から出射される光は、色調のばらつきが抑制された。 In the ceramic composites made of the sintered bodies according to Examples 1 and 2, the VD value of aluminum oxide is less than 0.6, the particle size distribution of aluminum oxide particles is narrow, and a second crystal phase containing aluminum oxide particles of uniform size is formed. The light incident on the ceramic composite is scattered at the grain boundaries of the second crystal phase of uniform size, and the color difference between the light wavelength-converted by the rare earth aluminate phosphor contained in the first crystal phase and the light transmitted through the second crystal phase is reduced, and the color variation of the light emitted from the ceramic composite is suppressed.
実施例1及び2に係るセラミックス複合体を用いた発光装置は、出射した光の色度座標(x、y)の標準偏差(xσ、yσ)が、比較例1に係るセラミックス複合体を用いた発光装置から出射した光の色度座標(x、y)の標準偏差(xσ、yσ)よりも小さくなっており、色調のばらつきが抑制されていた。 The light emitting devices using the ceramic composites of Examples 1 and 2 had a smaller standard deviation (xσ, yσ) of the chromaticity coordinates (x, y) of the emitted light than the standard deviation (xσ, yσ) of the chromaticity coordinates (x, y) of the light emitted from the light emitting device using the ceramic composite of Comparative Example 1, suppressing the variation in color tone.
本発明の一態様のセラミックス複合体の製造方法によって得られたセラミックス複合体は、LEDやLDの励起光源と組み合わせて、車載用光源や一般照明用の照明装置、液晶表示装置のバックライト、プロジェクター用光源の波長変換部材として利用することができる。 The ceramic composite obtained by the ceramic composite manufacturing method of one embodiment of the present invention can be used in combination with an LED or LD excitation light source as a wavelength conversion member for in-vehicle light sources, lighting devices for general lighting, backlights for liquid crystal display devices, and light sources for projectors.
10:実装基板、20:発光素子、30:波長変換部材、40:接着層、50:被覆部材、60:導電部材、70:半導体素子、100:発光装置。 10: mounting substrate, 20: light emitting element, 30: wavelength conversion member, 40: adhesive layer, 50: coating member, 60: conductive member, 70: semiconductor element, 100: light emitting device.
Claims (15)
前記原料混合物を、成形して、成形体を得ることと、
前記成形体を焼成して、焼結体を得ること、を含み、
前記酸化アルミニウム粒子は、前記酸化アルミニウム粒子の全体量100体積%に対して、レーザー回折法で測定した、粒径が20.2μm以上25.4μm未満の粒子の含有割合が1.0体積%以下であり、粒径が16.0μm以上20.2μm未満の粒子の含有割合が1.5体積%以下であり、粒径が12.7μm以上16.0μm未満の粒子の含有割合が2.0体積%以下であり、粒径が10.1μm以上12.7μm未満の粒子の含有割合が2.5体積%以下であり、粒径が8.0μm以上10.1μm未満の粒子の含有割合が1.0体積%以下であり、レーザー回折法で測定した体積基準の粒度分布曲線における小径側からの積算値が25%及び75%のときの粒径をD 25 及びD 75 と表記したときに、VD=(D 75 -D 25 )/(D 75 +D 25 )で表されるVD値が0.6未満であり、酸化アルミニウムの純度が99%以上であり、
前記成形体を焼成して焼結体を得ることにおいて、焼成温度が1550℃以上1800℃以下の範囲内であり、酸素含有雰囲気で焼成する、セラミックス複合体の製造方法。 preparing a raw material mixture including rare earth aluminate phosphor particles, aluminum oxide particles having a content ratio of particles having a particle size of 25.4 μm or more as measured by a laser diffraction method of 0.5 volume % or less, and rare earth oxide particles having a composition different from that of the rare earth aluminate phosphor particles ;
Molding the raw material mixture to obtain a molded body;
Sintering the molded body to obtain a sintered body;
The aluminum oxide particles have a particle size of 20.2 μm or more and less than 25.4 μm of 1.0 vol % or less, a particle size of 16.0 μm or more and less than 20.2 μm of 1.5 vol % or less, a particle size of 12.7 μm or more and less than 16.0 μm of 2.0 vol % or less, a particle size of 10.1 μm or more and less than 12.7 μm of 2.5 vol % or less, and a particle size of 8.0 μm or more and less than 10.1 μm of 1.0 vol % or less, relative to 100 vol % of the total amount of the aluminum oxide particles, and when the particle sizes at which the integrated values from the small diameter side in the volume-based particle size distribution curve measured by the laser diffraction method are 25% and 75% are expressed as D 25 and D 75 , respectively, VD=(D 75 -D 25 )/(D 75 +D 25 ) is less than 0.6, and the purity of the aluminum oxide is 99% or more,
The method for producing a ceramic composite , wherein the sintering of the compact to obtain a sintered body is performed at a sintering temperature within the range of 1550° C. to 1800° C. in an oxygen-containing atmosphere .
(Ln1 1-aCea)3(AlcGab)5O12 (I)
(前記式(I)中、Ln1は、Y、Gd、Lu及びTbからなる群から選ばれる少なくとも1種であり、a、b及びcは、0<a≦0.22、0≦b≦0.4、0<c≦1.1、0.9≦b+c≦1.1を満たす。) 8. The method for producing a ceramic composite according to claim 1 , wherein, in preparing the raw material mixture, the rare earth aluminate phosphor particles have a composition included in a composition formula represented by the following formula (I):
(Ln 1 1-a Ce a ) 3 (Al c Ga b ) 5 O 12 (I)
(In the formula (I), Ln 1 is at least one selected from the group consisting of Y, Gd, Lu, and Tb, and a, b, and c satisfy 0<a≦0.22, 0≦b≦0.4, 0<c≦1.1, and 0.9≦b+c≦1.1.)
前記第1焼結体を2次焼成して第2焼結体を得ること、を含む、請求項1から12のいずれか1項に記載のセラミックス複合体の製造方法。The method for producing a ceramic composite according to claim 1 , further comprising: subjecting the first sintered body to a second firing to obtain a second sintered body.
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