(57)【要約】  本明細書で開示された、いくつかの実施形態は、複合材料を有する発光装置を含む。複合材料は、第１の発光層および第２の発光層を含んでいてもよい。第１の発光層は、共通ドーパントを有する第１のガーネット蛍光体を含んでいてもよい。第２の発光層は、共通ドーパントを有する第２のガーネット蛍光体を含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、第１の発光層および第２の発光層は、一緒に固定されている。本明細書で開示された、いくつかの実施形態は、複合材料を作製する効率的で経済的な方法を含む。方法は、いくつかの実施形態では、第１の発光層および第２の発光層用の前駆体材料を含むアセンブリを焼結することを含んでいてもよい。【選択図】        図１Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光装置であって、
約３６０ｎｍ〜約５００ｎｍのピーク発光の波長を有する光を放射するように構成された光源と、
光源によって放射された光の少なくとも一部を受けるように構成された複合材料と、
を含み、
複合材料は、第１の発光層と、第２の発光層と、を含み、
第１の発光層は、第１のガーネット蛍光体を含み、第２の発光層は、第２のガーネット蛍光体を含み、第１のガーネット蛍光体および第２のガーネット蛍光体は、共通ドーパントでドープされている、発光装置。
【請求項２】
第２の発光層は、第１の発光層と光源との間に配置されている、請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
複合材料は、第１の発光層と第２の発光層との間に樹脂が実質的にない、請求項１または２に記載の発光装置。
【請求項４】
第１の発光層および第２の発光層は、一緒に焼結されている、請求項１〜３のうちのいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項５】
複合材料は、第１の発光層と第２の発光層との間に接着剤が実質的にない、請求項１〜４のうちのいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項６】
第１の発光層および第２の発光層の各々は、少なくとも２５％の透過率を有する、請求項１〜５に記載の発光装置。
【請求項７】
第１のガーネット蛍光体は、約４９５ｎｍ〜約５６０ｎｍのピーク発光の第１の波長を有する、請求項１〜６のうちのいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項８】
第２のガーネット蛍光体は、約５７０ｎｍ〜約６５０ｎｍのピーク発光の第２の波長を有する、請求項１〜７のうちのいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項９】
第１のガーネット蛍光体は、約０．０５ｍｏｌ％〜約１０．００ｍｏｌ％の範囲の濃度で共通ドーパントでドープされている、請求項１〜８のうちのいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項１０】
第２のガーネット蛍光体は、約０．０５ｍｏｌ％〜約１０．００ｍｏｌ％の範囲の濃度で共通ドーパントでドープされている、請求項１〜９のうちのいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項１１】
共通ドーパントは、Ｎｄ、Ｅｒ、Ｅｕ、Ｃｒ、Ｙｂ、Ｓｍ、Ｔｂ、Ｃｅ、およびＰｒからなる群から選択される、請求項１〜１０のうちのいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項１２】
第１のガーネット蛍光体は、Ｌｕ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ、Ｃａ３Ｓｃ２Ｓｉ３Ｏ１２：Ｃｅ、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ、（Ｙ、Ｔｂ）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ、および（Ｙ、Ｇｄ）３（Ａｌ、Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅからなる群から選択される、請求項１〜１１のうちのいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項１３】
第２のガーネット蛍光体は、Ｌｕ２ＣａＭｇ２Ｓｉ３Ｏ１２：Ｃｅである、請求項１〜１２のうちのいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項１４】
第１の発光層および第２の発光層は、セラミックプレートまたは積層セラミックテープである、請求項１〜１３のうちのいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項１５】
複合材料は、第３の発光層をさらに含み、第３の発光層は、ピーク発光の第３の波長を有する第３のガーネット蛍光体を含む、請求項１に記載の発光装置。
【請求項１６】
ピーク発光の第３の波長は、約４９５ｎｍ〜約５４０ｎｍであり、ピーク発光の第１の波長は、約５４０〜約５９０ｎｍであり、ピーク発光の第２の波長は、５７０ｎｍ〜約６５０ｎｍである、請求項１５に記載の発光装置。
【請求項１７】
第１の発光層は、第３の発光層と第２の発光層との間に配置されている、請求項１５〜１６のうちのいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項１８】
第１のガーネット蛍光体は、Ｌｕ３Ａｌ５Ｏ１２：ＣｅおよびＣａ３Ｓｃ２Ｓｉ３Ｏ１２：Ｃｅからなる群から選択され、第３のガーネット蛍光体は、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ、（Ｙ、Ｔｂ）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ、および（Ｙ、Ｇｄ）３（Ａｌ、Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅからなる群から選択される、請求項１５〜１７のうちのいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項１９】
第２のガーネット蛍光体は、Ｌｕ２ＣａＭｇ２Ｓｉ３Ｏ１２：Ｃｅである、請求項１５〜１８のうちのいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項２０】
第１の発光層、第２の発光層、および第３の発光層は、セラミックプレートまたは積層セラミックテープである、請求項１５〜１９のうちのいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項２１】
複合材料は、第１の発光層と第２の発光層との間に配置された第１の非発光層をさらに含み、第１の非発光層は、実質的に透明である、請求項１〜２０のうちのいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項２２】
第１の非発光層は、セラミックである、請求項２１に記載の発光装置。
【請求項２３】
非発光層は、ガーネット材料から実質的になる、請求項２１〜２２のうちのいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項２４】
非発光層は、ドーパントが実質的にない、請求項２３に記載の発光装置。
【請求項２５】
第１の非発光層は、共通ドーパントの拡散を実質的に透過させない、請求項２１〜２４のうちのいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項２６】
複合材料は、第１の発光層と第３の発光層との間に配置された第２の非発光層をさらに含み、第２の非発光層は、実質的に透明である、請求項２１〜２５のうちのいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項２７】
第１の発光層、第２の発光層、および第３の発光層の各々は、少なくとも２５％の透過率を有する、請求項２６に記載の発光装置。
【請求項２８】
光源のピーク発光の波長は、約４５０ｎｍ〜約５００ｎｍである、請求項１〜２７のうちのいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項２９】
複合材料を作製する方法であって、
第１の層および第２の層を含むアセンブリを提供し、第１の層は、第１のドープされたガーネット蛍光体を含み、第２の層は、第２のドープされたガーネット蛍光体を含み、第１のドープされたガーネット蛍光体および第２のドープされたガーネット蛍光体は、共通ドーパントを有すること、
アセンブリを焼結して、複合材料を作製すること、
を含む、方法。
【請求項３０】
方法は、アセンブリを焼結した後に、第１の層と第２の層との間に接着剤または樹脂を塗布することを含まない、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
アセンブリを提供することは、
溶媒中に第１のガーネット蛍光体を含む第１の混合物および溶媒中に第２のガーネット蛍光体を含む第２の混合物を提供すること、
第１の基板上に第１の混合物を流延し、溶媒を蒸発させることによって、第１のガーネット蛍光体を含む少なくとも１つの第１のテープを形成すること、
第２の基板上に第２の混合物を流延し、溶媒を蒸発させることによって、第２のガーネット蛍光体を含む少なくとも１つの第２のテープを形成すること、
少なくとも１つの第１のテープおよび少なくとも１つの第２のテープを積み重ねて、テープスタックを形成すること、
テープスタックを圧縮、加熱して、アセンブリを形成すること、
を含む、請求項２９〜３０のうちのいずれか１項に記載の方法。
【請求項３２】
少なくとも１つの非発光テープを形成すること、少なくとも１つの第１のテープと少なくとも１つの第２のテープとの間に少なくとも１つの非発光テープを配置すること、をさらに含む、請求項２９〜３１のうちのいずれか１項に記載の方法。
【請求項３３】
少なくとも１つの非発光テープは、ガーネット材料から実質的になる、請求項３２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、２０１０年３月１９日に出願された米国特許出願第６１／３１５，７６３号の優先権の利益を要求する。優先権書類は、その全体を引用することによって本明細書に含める。
【０００２】
本出願は、ガーネット系発光層の半透明複合材料を含む発光装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
発光ダイオード（ＬＥＤ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、または時として呼ばれる有機エレクトロルミネセント素子（ＯＥＬ）、および無機エレクトロルミネセント素子（ＩＥＬ）などの固相発光装置は、フラットパネルディスプレイ、様々な機器用の指示器、看板、および装飾的イルミネーションなどの様々な用途のために広く利用されている。これらの発光装置の発光効率が向上し続けているので、自動車ヘッドライトおよび一般照明などのはるかに高い輝度強度を必要とする用途が、すぐに実現可能となる可能性がある。これらの用途について、白色ＬＥＤが、有望な候補の１つであり、多くの注目を集めている。
【０００４】
従来の白色ＬＥＤは、エポキシおよびシリコーンなどのプラスチックカプセル材料樹脂中に分散された青色ＬＥＤおよび黄色発光ＹＡＧ蛍光体粉末の組み合わせに基づいて製造されている。しかし、この系のために利用されるＹＡＧ蛍光体粉末の粒径は、約１〜１０μｍであるので、カプセル材料樹脂媒体中に分散されたＹＡＧ粉末は、強い光散乱を引き起こす場合がある。その結果、青色ＬＥＤからの入射光およびＹＡＧ粉末からの黄色発光の両方の相当な部分は、結局、白色発光の損失として後方散乱され、分散される。
【０００５】
この問題を解決する１つのアプローチは、透明マトリックス中に懸濁された蛍光体粉末の代わりに、青色発光ダイオードからの発光を受けるように位置する１つ以上の蛍光体セラミックプレートまたは積層フィルムを使用することである。最適化された焼結条件をナノ粒子の形態での蛍光体の使用と組み合わせて、半透明または透明セラミックを得ることが可能である。半透明／透明蛍光体セラミックスを備えたＬＥＤは、より後方散乱損失が少ない一方で、蛍光体層の輝度効率を維持する、またはある場合には増大させるので、従来のＹＡＧ粉末／樹脂系よりも強い白色光を放射する可能性がある。さらに、セラミックプレート／フィルムは、ＵＶ下でさえ、熱および光放射に対してより安定しているので、ＬＥＤの操作特性、耐久性、および寿命の温度変動を改善することができる。
【０００６】
ＹＡＧ：Ｃｅ  ＬＥＤ系においてより低い相関色温度（ＣＣＴ）およびより高い演色評価数（ＣＲＩ）を達成するために、赤色発光成分が必要である。特許文献１は、引用することによってその全体を本明細書に含め、白色発光ＬＥＤを開発するために、青色ＬＥＤと組み合わせた赤色蛍光体プレートレットおよび緑色蛍光体プレートレットの使用を開示している。特許文献２は、引用することによってその全体を本明細書に含め、ＬＥＤ中で黄色および赤色蛍光体層を使用しており、ここで、赤色蛍光体候補は、ドーパントとしてＥｕ３＋を有する必要がある。黄色および赤色層用の異なるドーパントの使用により、それらを別々に調製しなければならない。さらに、Ｅｕ３＋をドープした化合物は、青色可視光の代わりに、ＵＶスペクトルに主要な吸収範囲を有するので、いくつかの化合物は、青色光によって活性化することができる窒化物または硫化物蛍光体の使用に頼っている。例えば、特許文献３は、引用することによってその全体を本明細書に含め、黄色発光ガーネット（ＹＡＧ：Ｃｅ）蛍光体および赤色発光窒化物または硫化物蛍光体の使用を開示している。しかし、これらの窒化物または硫化物発光素子は、処理の困難および／または化学／熱的安定性の懸案事項により望ましくない。このように、青色光および緑色／黄色／赤色蛍光体層を利用し、簡略化された処理を提供する白色光ＬＥＤ装置の必要性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００７／０２１５８９０号
【特許文献２】米国特許第７，４４６，３４３号
【特許文献３】米国特許第７，３６１，９３８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
さらに、いくつかの照明装置、特に、工業用途用の高出力照明装置と同様に、常用および景観使用のための照明装置は、多少低い色温度、Ｔ≦３５００Ｋを有し、暖色性白色照明のカテゴリーに該当する。色温度がより高い、Ｔ＞４６００Ｋの場合には、照明装置は、冷白色光として分類される。固相照明の目的のために、暖色性白色光は、標準白熱電球と同じ色温度を有するので特に好ましい。このように、これらのＬＥＤ装置を作製するための簡単で経済的なプロセスと同様に、青色光および緑色／黄色／赤色蛍光体層を利用する暖色性白色光ＬＥＤ装置の必要性もある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本明細書で開示された、いくつかの実施形態は、発光装置であって、約３６０ｎｍ〜約５００ｎｍのピーク発光の波長を有する光を放射するように構成された光源と、光源によって放射された光の少なくとも一部を受けるように構成された複合材料と、を含み、複合材料は、第１の発光層と、第２の発光層と、を含み、第１の発光層は、第１のガーネット蛍光体を含み、第２の発光層は、第２のガーネット蛍光体を含み、第１のガーネット蛍光体および第２のガーネット蛍光体は、共通ドーパントでドープされている、発光装置を提供する。
【００１０】
いくつかの実施形態では、第２の発光層は、第１の発光層と光源との間に配置されている。いくつかの実施形態では、複合材料は、第１の発光層と第２の発光層との間に樹脂が実質的にない。
【００１１】
いくつかの実施形態では、第１の発光層および第２の発光層は、一緒に焼結されている。いくつかの実施形態では、複合材料は、第１の発光層と第２の発光層との間に接着剤が実質的にない。いくつかの実施形態では、第１の発光層および第２の発光層の各々は、少なくとも２５％の透過率を有する。
【００１２】
いくつかの実施形態では、第１のガーネット蛍光体は、約４９５ｎｍ〜約５６０ｎｍのピーク発光の第１の波長を有する。いくつかの実施形態では、第２のガーネット蛍光体は、約５７０ｎｍ〜約６５０ｎｍのピーク発光の第２の波長を有する。
【００１３】
いくつかの実施形態では、第１のガーネット蛍光体は、約０．０５ｍｏｌ％〜約１０．００ｍｏｌ％の範囲の濃度で共通ドーパントでドープされている。いくつかの実施形態では、第２のガーネット蛍光体は、約０．０５ｍｏｌ％〜約１０．００ｍｏｌ％の範囲の濃度で共通ドーパントでドープされている。
【００１４】
いくつかの実施形態では、共通ドーパントは、Ｎｄ、Ｅｒ、Ｅｕ、Ｃｒ、Ｙｂ、Ｓｍ、Ｔｂ、Ｃｅ、およびＰｒからなる群から選択される。
【００１５】
いくつかの実施形態では、第１のガーネット蛍光体は、Ｌｕ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ、Ｃａ３Ｓｃ２Ｓｉ３Ｏ１２：Ｃｅ、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ、（Ｙ、Ｔｂ）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ、および（Ｙ、Ｇｄ）３（Ａｌ、Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅからなる群から選択される。いくつかの実施形態では、第２のガーネット蛍光体は、Ｌｕ２ＣａＭｇ２Ｓｉ３Ｏ１２：Ｃｅである。
【００１６】
いくつかの実施形態では、第１の発光層および第２の発光層は、セラミックプレートまたは積層セラミックテープである。
【００１７】
いくつかの実施形態では、複合材料は、第３の発光層をさらに含み、第３の発光層は、ピーク発光の第３の波長を有する第３のガーネット蛍光体を含む。いくつかの実施形態では、ピーク発光の第３の波長は、約４９５ｎｍ〜約５４０ｎｍであり、ピーク発光の第１の波長は、約５４０〜約５９０ｎｍであり、ピーク発光の第２の波長は、５７０ｎｍ〜約６５０ｎｍである。いくつかの実施形態では、第１の発光層は、第３の発光層と第２の発光層との間に配置されている。
【００１８】
いくつかの実施形態では、第１のガーネット蛍光体は、Ｌｕ３Ａｌ５Ｏ１２：ＣｅおよびＣａ３Ｓｃ２Ｓｉ３Ｏ１２：Ｃｅからなる群から選択され、第３のガーネット蛍光体は、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ、（Ｙ、Ｔｂ）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ、および（Ｙ、Ｇｄ）３（Ａｌ、Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅからなる群から選択される。
【００１９】
いくつかの実施形態では、第２のガーネット蛍光体は、Ｌｕ２ＣａＭｇ２Ｓｉ３Ｏ１２：Ｃｅである。
【００２０】
いくつかの実施形態では、第１の発光層、第２の発光層、および第３の発光層は、セラミックプレートまたは積層セラミックテープである。
【００２１】
いくつかの実施形態では、複合材料は、第１の発光層と第２の発光層との間に配置された第１の非発光層をさらに含み、第１の非発光層は、実質的に透明である。いくつかの実施形態では、第１の非発光層は、セラミックである。いくつかの実施形態では、非発光層は、ガーネット材料から実質的になる。いくつかの実施形態では、非発光層は、ドーパントが実質的にない。いくつかの実施形態では、第１の非発光層は、共通ドーパントの拡散を実質的に透過させない。
【００２２】
いくつかの実施形態では、複合材料は、第１の発光層と第３の発光層との間に配置された第２の非発光層をさらに含み、第２の非発光層は、実質的に透明である。
【００２３】
いくつかの実施形態では、第１の発光層、第２の発光層、および第３の発光層の各々は、少なくとも２５％の透過率を有する。
【００２４】
いくつかの実施形態では、光源のピーク発光の波長は、約４５０ｎｍ〜約５００ｎｍである。
【００２５】
いくつかの実施形態は、複合材料を作製する方法であって、第１の層および第２の層を含むアセンブリを提供し、第１の層は、第１のドープされたガーネット蛍光体を含み、第２の層は、第２のドープされたガーネット蛍光体を含み、第１のドープされたガーネット蛍光体および第２のドープされたガーネット蛍光体は、共通ドーパントを有すること、アセンブリを焼結して、複合材料を作製すること、を含む、方法を提供する。
【００２６】
いくつかの実施形態では、方法は、アセンブリを焼結した後に、第１の層と第２の層との間に接着剤または樹脂を塗布することを含まない。
【００２７】
いくつかの実施形態では、アセンブリを提供することは、溶媒中に第１のガーネット蛍光体を含む第１の混合物および溶媒中に第２のガーネット蛍光体を含む第２の混合物を提供すること、第１の基板上に第１の混合物を流延し、溶媒を蒸発させることによって、第１のガーネット蛍光体を含む少なくとも１つの第１のテープを形成すること、第２の基板上に第２の混合物を流延し、溶媒を蒸発させることによって、第２のガーネット蛍光体を含む少なくとも１つの第２のテープを形成すること、少なくとも１つの第１のテープおよび少なくとも１つの第２のテープを積み重ねて、テープスタックを形成すること、テープスタックを圧縮、加熱して、アセンブリを形成すること、を含む。
【００２８】
いくつかの実施形態では、方法は、少なくとも１つの非発光テープを形成すること、少なくとも１つの第１のテープと少なくとも１つの第２のテープとの間に少なくとも１つの非発光テープを配置すること、をさらに含む。
【００２９】
いくつかの実施形態では、少なくとも１つの非発光テープは、ガーネット材料から実質的になる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１Ａ−Ｃ】図１Ａ〜１Ｃは、２つ以上の発光層を備えた複合材料を有する例示的な照明装置を表す。
【００３１】
【図２】図２は、成形および焼結によって複合材料を形成する１つの実施形態用の調製フローチャートを示す。
【００３２】
【図３】図３は、積層および焼結によって複合材料を形成する１つの実施形態用の調製フローチャートを示す。
【００３３】
【図４】図４は、青色発光ＬＥＤによって励起された例示的なＹＡＧ：Ｃｅ／Ｌｕ１：Ｃｅ積層複合材料の色度を示す。
【００３４】
【図５】図５は、青色発光ＬＥＤによって励起された例示的なＹＡＧ：Ｃｅ／Ｌｕ１：Ｃｅ積層複合材料の発光スペクトルを示す。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
２つ以上の発光層を含む複合材料を有する照明装置が本明細書で開示され、各発光層は、共通ドーパントでドープされたガーネット蛍光体を有する。出願人らは、複合材料での共通ドーパントの使用が、優れた吸収効率をもたらすことを発見した。特に、吸収効率は、３６０ｎｍ〜約５００ｎｍ（好ましくは、約４６０ｎｍ）に及ぶ励起波長で向上する。さらに、ガーネット材料を各発光層に使用することによって、複合材料は、優れた透明性、および加熱または冷却の間の亀裂または反りの低減を示す。
【００３６】
ガーネット蛍光体を作製するための効率的で経済的なプロセスも開示される。多数の発光層を備えた複合材料を作製するための従来の方法は、個別の条件下で各層を焼結し、続いて、発光層を積み重ねて、複合材料を形成することを必要とする。本明細書で開示されるいくつかの実施形態は、単一ステップで複合材料を焼結して、複合材料を調製するのに必要なコストおよび時間を低減することを提供する。複合材料は、同様のガーネット材料が同じ条件下での焼結を可能にするので、単一ステップである程度焼結されることができる。さらに、各層の中の共通ドーパントは、焼結ステップの間にドーパントの拡散の問題を低減し、各層を別々に焼結する必要性を取り除く。これらおよび他の利点は、本出願の教示によって得られてもよい。
【００３７】
（発光装置）
いくつかの実施形態は、光源と、光源によって放射された光の少なくとも一部を受けるように構成された複合材料と、を有する発光装置を提供する。複合材料は、第１の発光層と、第２の発光層と、を含む。第１の発光層は、第１のガーネット蛍光体を含み、第２の発光層は、第２のガーネット蛍光体を含み、第１のガーネット蛍光体および第２のガーネット蛍光体は、共通ドーパントでドープされている。
【００３８】
光源は、いくつかの実施形態では、約３６０ｎｍ〜約５００ｎｍのピーク発光の波長を有する光を放射するように構成されていてもよい。いくつかの実施形態では、光源は、約４５０ｎｍ〜約５００ｎｍでピーク発光の波長を有する光を放射する。いくつかの実施形態は、半導体ＬＥＤである光源を含む。一例として、光源は、電源に結合されたＡｌＩｎＧａＮ系単結晶半導体材料であってもよい。
【００３９】
第１の発光層は、第２の発光層中のドーパントと同じであるドーパントでドープされた第１のガーネット蛍光体を含む。このように、第１および第２の蛍光体は、共通ドーパントでドープされている。ガーネット蛍光体は、組成物Ｄ３Ｅ５Ｏ１２を有していてもよい。いくつかの実施形態では、ＤおよびＥは、３価の金属から独立して選択される。他の実施形態では、Ｄは、Ｌｕ、Ｙ、Ｇｄ、Ｌａ、およびＴｂから選択することができ、Ｅは、Ａｌ、Ｇａ、およびＩｎから選択することができる。好ましい実施形態では、Ｄは、ＬｕおよびＹから選択され、ＥはＡｌである。共通ドーパントは、Ｎｄ、Ｅｒ、Ｅｕ、Ｃｒ、Ｙｂ、Ｓｍ、Ｔｂ、Ｃｅ、およびＰｒから選択してもよい。いくつかの実施形態では、共通ドーパントは、Ｃｅである。
【００４０】
第１のガーネット蛍光体は、第１のガーネット蛍光体に有効な共通ドーパントの濃度を含んで、約３６０ｎｍ〜約５００ｎｍの範囲にピーク発光の波長を有する光を受ける場合に蛍光を示してもよい。いくつかの実施形態では、共通ドーパントは、約０．０５ｍｏｌ％〜約２ｍｏｌ％に及ぶ第１のガーネット蛍光体中の濃度を有する。いくつかの実施形態では、第１のガーネット蛍光体中のドーパント濃度は、約０．０１ｍｏｌ％〜約５ｍｏｌ％、約０．０５ｍｏｌ％〜約３ｍｏｌ％、約０．１ｍｏｌ％〜約１ｍｏｌ％であってもよい。ガーネットの限定しない例としては、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ、（Ｙ、Ｔｂ）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ、（Ｙ、Ｇｄ）３（Ａｌ、Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ、Ｌｕ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ、およびＣａ３Ｓｃ２Ｓｉ３Ｏ１２：Ｃｅが挙げられる。いくつかの実施形態では、第１のガーネット蛍光体は、Ｌｕ３Ａｌ５Ｏ１２：ＣｅおよびＣａ３Ｓｃ２Ｓｉ３Ｏ１２：Ｃｅから選択される。
【００４１】
第１のガーネット蛍光体は、発光装置からの発光を調整するために選択することができる。例えば、第１のガーネット蛍光体は、光源にさらされた場合に黄色または緑色光を放射するために選択することができる。緑色発光は、Ｌｕ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅおよび／またはＣａ３Ｓｃ２Ｓｉ３Ｏ１２：Ｃｅを選択することによって得ることができ、一方、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅおよび／または（Ｙ、Ｇｄ）３（Ａｌ、Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅを選択することによって黄色発光を得ることができる。いくつかの実施形態では、第１のガーネット蛍光体は、約４９５ｎｍ〜約５９０ｎｍの間にピーク発光の第１の波長を有する。例えば、ピーク発光の第１の波長は、約４９５ｎｍ〜約５４０ｎｍであってもよく、または、ピーク発光の第１の波長は、約５４０ｎｍ〜約５９０ｎｍであってもよい。
【００４２】
第２の発光層は、第２のガーネット蛍光体を含んでいてもよい。第２のガーネット蛍光体は、共通ドーパント（つまり、第１のガーネット蛍光体中にも存在する同じドーパント）でドープされたガーネットであってもよい。ガーネットは、例えば、第１のガーネット蛍光体に関して記載された上記材料のいずれかであってもよい。このように、例えば、ガーネットは、組成物Ｄ３Ｅ５Ｏ１２を有していてもよく、ここで、ＤおよびＥは、３価の金属である。第２のガーネット蛍光体は、第２のガーネット蛍光体に有効な共通ドーパントの濃度を含んで、約３６０ｎｍ〜約５００ｎｍの範囲にピーク発光の波長を有する光を受けた場合に蛍光を示してもよい。第２のガーネット蛍光体は、また、約０．０５ｍｏｌ％〜約１０．０ｍｏｌ％に及ぶ濃度を有する共通ドーパントを含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、第２のガーネット蛍光体中のドーパント濃度は、約０．１ｍｏｌ％〜約７．５ｍｏｌ％、約０．２５ｍｏｌ％〜約５ｍｏｌ％、約０．５ｍｏｌ％〜約３ｍｏｌ％、または約０．７５ｍｏｌ％〜約２ｍｏｌ％であってもよい。好ましい実施形態では、第２の蛍光体は、Ｌｕ２ＣａＭｇ２Ｓｉ３Ｏ１２：Ｃｅである。
【００４３】
第２のガーネット蛍光体も、発光装置からの発光を調整するために選択されてもよい。いくつかの実施形態では、第２のガーネット蛍光体は、約５７０ｎｍ〜約６５０ｎｍのピーク発光の第２の波長を有する。いくつかの実施形態では、ピーク発光の第１の波長およびピーク発光の第２の波長は、実質的に異なる（例えば、波長は、少なくとも約１０ｎｍ離れている）。
【００４４】
第１のガーネット蛍光体および第２のガーネット蛍光体は、異なるガーネットとすることができる。例えば、第１のガーネット蛍光体は、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅであり、第２のガーネット蛍光体は、Ｌｕ２ＣａＭｇ２Ｓｉ３Ｏ１２：Ｃｅである。いくつかの実施形態では、第２のガーネット蛍光体の発光プロフィールと、第１のガーネット蛍光体の発光プロフィールとは、両方の蛍光体が約３６０ｎｍ〜約５００ｎｍの範囲にピーク発光の波長を有する光を受ける場合には実質的に異なる。いくつかの実施形態では、第１の蛍光体は、第２の蛍光体によって示されたピーク発光のいずれかの波長とは少なくとも約１０ｎｍ離れているピーク発光の波長を示す。いくつかの実施形態では、第２のガーネット蛍光体は、第１のガーネット蛍光体中に存在する少なくとも１つのガーネットがない。一例として、第１のガーネット蛍光体は、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅを含み、第２のガーネット蛍光体は、微量のＹ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅしか有さない。いくつかの実施形態では、共通ドーパントの濃度は、第１のガーネット蛍光体および第２のガーネット蛍光体について実質的に異なる。例えば、第１のガーネット蛍光体と第２のガーネット蛍光体とのドーパント濃度の差は、少なくとも０．１ｍｏｌ％、または好ましくは少なくとも０．５ｍｏｌ％である。
【００４５】
いくつかの実施形態は、第３のガーネット蛍光体を含む第３の発光層を備えた複合材料を有する。ガーネット蛍光体は、共通ドーパント（つまり、第１のガーネット蛍光体および第２のガーネット蛍光体中にも存在するドーパント）でドープされたガーネットであってもよい。ガーネットは、第１のガーネット蛍光体および／または第２のガーネット蛍光体に関して記載された上記材料のいずれかであってもよい。好ましい実施形態では、第３のガーネット蛍光体は、Ｌｕ３Ａｌ５Ｏ１２：ＣｅおよびＣａ３Ｓｃ２Ｓｉ３Ｏ１２：Ｃｅから選択される。
【００４６】
第３のガーネット蛍光体は、発光装置からの発光を調整するために選択されてもよい。いくつかの実施形態では、第３のガーネット蛍光体は、約４９５ｎｍ〜約５４０ｎｍのピーク発光の第３の波長を有する。いくつかの実施形態では、ピーク発光の第１の波長、ピーク発光の第２の波長、およびピーク発光の第３の波長は、実質的に異なる（例えば、ピーク発光の波長は、各々少なくとも約１０ｎｍ離れている）。
【００４７】
上記と類似して、第３のガーネット蛍光体は、第１のガーネット蛍光体および第２のガーネット蛍光体とは異なるガーネットであってもよい。例えば、第１のガーネット蛍光体は、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅであってもよく、第２のガーネット蛍光体は、Ｌｕ２ＣａＭｇ２Ｓｉ３Ｏ１２：Ｃｅであってもよく、第３のガーネット蛍光体は、Ｌｕ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅであってもよい。いくつかの実施形態では、第３のガーネット蛍光体は、第１のガーネット蛍光体中に存在する少なくとも１つのガーネットおよび第２のガーネット蛍光体中に存在する少なくとも１つのガーネットがない。一例として、第１のガーネット蛍光体は、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅを含んでいてもよく、第２のガーネット蛍光体は、Ｌｕ２ＣａＭｇ２Ｓｉ３Ｏ１２：Ｃｅを含んでいてもよく、第３のガーネット蛍光体は、微量のＹ３Ａｌ５Ｏ１２：ＣｅおよびＬｕ２ＣａＭｇ２Ｓｉ３Ｏ１２：Ｃｅしか有さなくてもよい。いくつかの実施形態では、共通ドーパントの濃度は、第１のガーネット蛍光体、第２のガーネット蛍光体、および第３のガーネット蛍光体の各々について実質的に異なる。
【００４８】
複合材料は、任意に、１つ以上の非発光層を含んでいてもよい。層間のドーパントの拡散または移動は、（例えば、発光スペクトルを変化させることによって）発光装置の性能を低減する可能性があり、したがって、非発光層は、発光層間に配置されて、発光層間のドーパントの拡散を低減することが可能である。したがって、いくつかの実施形態では、非発光層は、共通ドーパントの拡散を実質的に透過させない。いくつかの実施形態では、非発光層は、セラミックである。一例としては、非発光層は、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２、Ｌｕ３Ａｌ５Ｏ１２、およびＡｌ２Ｏ３から選択された材料であってもよい。いくつかの実施形態では、非発光層は、ガーネットである。例えば、非発光層は、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２またはＬｕ３Ａｌ５Ｏ１２であってもよい。
【００４９】
非発光層は、発光層と比較して約３６０ｎｍ〜約５００ｎｍに及ぶ光を受けた場合に可視スペクトルにおいてわずかな発光（もしあれば）を示す。いくつかの実施形態では、非発光層は、ガーネット、Ａｌ２Ｏ３、およびそれらの組み合わせから選択された材料から実質的になる。すなわち、非発光層は、非発光特性を実質的に変化させないガーネット、Ａｌ２Ｏ３、および他の材料を含んでいてもよい。例えば、非発光層は、ガーネット材料を含み、発光をもたらすのに有効なドーパントの量を含まない。いくつかの実施形態では、非発光層は、ガーネットから実質的になる。いくつかの実施形態では、非発光層は、ドーパントがない（例えば、微量のドーパントしか有さない）。
【００５０】
いくつかの実施形態では、発光のピーク波長、つまり蛍光体材料の光輝性スペクトルのピーク波長での各発光層の全光線透過率は、理論全光線透過率の少なくとも約２５％、好ましくは、理論全光線透過率の少なくとも約４０％、好ましくは、理論全光線透過率の少なくとも約６０％である。いくつかの実施形態では、各非発光層の全光線透過率も、理論全光線透過率の少なくとも約６０％、好ましくは、理論全光線透過率の少なくとも約７０％、より好ましくは、理論全光線透過率の少なくとも約８０％である。
【００５１】
発光および非発光層などの複合材料の層は、一緒に結合されていてもよい。いくつかの実施形態では、層は、焼結によって一緒に結合されている。いくつかの実施形態では、隣接する層が接している間に、層を焼結することによって層は一緒に結合される。一例として、各層用の前駆体材料（例えば、成型物または積層テープ）は、積み重ねられて、アセンブリを形成する。アセンブリは、そのとき、隣接する層が一緒に固定されるように焼結することができる。いくつかの実施形態では、複合材料は、樹脂および／または接着剤を使用することなく一緒に結合されてもよい。いくつかの実施形態では、複合材料は、隣接する層間に樹脂および接着剤が実質的にない。複合材料は、２つの層を一緒に固定するのに有効な量の樹脂がない場合に「樹脂が実質的にない」。例えば、第１の発光層および第２の発光層を有する複合材料は、第１の発光層と第２の発光層との間に樹脂が実質的にないようにすることができる。従って、第１の発光層と第２の発光層との間の樹脂（もしあれば）の量は、層を一緒に固定するのに不十分である。いくつかの実施形態では、複合材料は、隣接する層間に接着剤が実質的にない。
【００５２】
図１Ａは、２つの発光層を備えた複合材料を有する例示的な発光装置である。サブマウント１００は、その上に取り付けられた光源１０５（例えば、ＬＥＤ）を有する。第１の発光層１１０は、第２の発光層１１５上に配置されており、光源１０５から放射された光の少なくとも一部を受ける。第２の発光層１１５は、従来のベースＬＥＤ１０５と第１の発光層１１０との間に配置されている。第２の発光層１１５は、光源１０５から放射された光の少なくとも一部を受ける。任意のカプセル材料樹脂１２０は、光源１０５、第１の発光層１１０、および第２の発光層１１５を覆って設置されている。いくつかの実施形態では、第１の発光層１１０および第２の発光層１１５は、一緒に固定されて、複合材料を形成する。
【００５３】
図１Ｂは、２つの発光層および１つの非発光層を備えた複合材料を有する他の例示的な発光装置である。非発光層１２５は、第１の発光層１１０と第２の発光層１１５との間に配置されている。１つの実施形態では、第１の発光層１１０、第２の発光層１１５、および非発光層１２５は、一緒に固定されて、複合材料を形成する。
【００５４】
図１Ｃは、３つの発光層を備えた複合材料を有する例示的な発光装置である。第１の発光層１１０は、第２の発光層１１５と第３の発光層１３０との間に配置されている。第３の発光層１３０は、光源１０５から放射された光の少なくとも一部を受けるように構成されている。いくつかの実施形態では、第１の発光層１１０、第２の発光層１１５、および第３の発光層１３０は、一緒に固定されて、複合材料を形成する。
【００５５】
発光装置中の様々な要素（例えば、光源１０５、第１の発光層１１０など）の位置は、特に限定されていない。いくつかの実施形態では、要素は、第１の発光層および第２の発光層の両方が光源から放射された光の少なくとも一部を受けるように構成されている。第２の発光層から放射された光は、第１の発光層によって再吸収される可能性があり、それは、発光装置の効率および／またはＣＲＩを低減する場合がある。このようにして、第１の発光層および第２の発光層は、第１の発光層によって受けた第２の発光層からの発光を低減するように構成されていてもよい。いくつかの実施形態では、第２の発光層は、光源と第１の発光層との間に少なくとも部分的に配置されている。いくつかの実施形態では、発光層は、第２の発光層の発光スペクトルと第１の発光層の励起スペクトルとの間に重なりがほとんどないように構成されている。重なりを最小化することによって、第２の層から放射された少量の光のみを、第１の発光層によって吸収することができる。その結果、発光装置の効率および／またはＣＲＩは、減弱または低減しない。
【００５６】
蛍光体組成物は、型の中に封入されていてもよい（例えば、封入された蛍光体粉末１２０によって説明するように）。例えば、組成物は、エポキシ樹脂やシリコーンなどの樹脂中に第１の蛍光体および第２の蛍光体を封入することによって成型物に形成されてもよい。蛍光体を封入する例および方法は、米国特許第５，９９８，９２５号および第６，０６９，４４０号に開示されており、それらの両方は、引用することによってそれら全体を本明細書に含める。
【００５７】
適切な発光層を選択することによって、発光装置は、光を受ける場合に少なくとも７０のＣＲＩを示すことができる。他の実施形態では、ＣＲＩは、少なくとも７２、少なくとも７５、または少なくとも８０である。ＣＲＩは、様々な色を表す能力を称し、０〜１００に及ぶ値を有し、１００が最良である。ＣＲＩ用の基準相関色温度（ＣＣＴ）は、約２０００Ｋ〜約４０００Ｋの範囲、約２５００Ｋ〜約３５００Ｋの範囲、または約２６００Ｋ〜約３４００Ｋの範囲であってもよい。
【００５８】
（複合材料を形成するための成形および焼結）
発光装置は、第１のガーネット蛍光体を有する第１の発光層、および第２のガーネット蛍光体を有する第２の発光層を含むことができる（例えば、図１Ａ〜１Ｃで説明）。発光層は、いくつかの実施形態では、セラミックプレートであってもよい。いくつかの実施形態では、非発光層は、セラミックプレートとすることができる。セラミックプレートは、一緒に固定されて、複合材料を形成してもよい。
【００５９】
いくつかの実施形態では、各セラミックプレートは、発光相（例えば、第１のガーネット蛍光体または第２のガーネット蛍光体）の約８５体積％〜約９９．９９体積％および非発光相の約１５体積％〜約０．０１体積％を有する多相材料を独立して含む。いくつかの実施形態では、発光装置は、第１の蛍光体の少なくとも８５体積％を有する第１のセラミックプレート、および第２の蛍光体の少なくとも８５体積％を有する第２のセラミックプレートを含んでいてもよい。セラミックプレートは、光源から放射された光の少なくとも一部を受けるように構成されている。
【００６０】
セラミックプレートは、蛍光体混合物を成形し焼結することによって調製されてもよい。例示的なセラミックプレートおよびその作製方法は、米国特許出願公開第２００９／０２１２６９７号に開示されており、それは引用することによってその全体を本明細書に含める。図２は、成形および焼結によって複合材料を形成する１つの実施形態用の調製フローチャートを示す。
【００６１】
まず、本明細書で説明された第１のガーネット蛍光体および第２のガーネット蛍光体などの原料のガーネット蛍光体粉末が提供される。原料粉末は、本明細書で説明される流動系熱化学合成手段などのいかなる従来または適切な方法を使用して調製されてもよい。いくつかの実施形態では、複合材料を作製するために使用される蛍光体材料の原料粉末は、典型的には、約１０００ｎｍ以下、好ましくは約５００ｎｍ以下、より好ましくは約２００ｎｍ以下の平均粒径を備えたナノサイズの粒子である。粒径が約１０００ｎｍより大きい場合には、そのような大きな粒子は高温高圧焼結条件でさえ互いに容易に結合しないので、全光線透過率を約５０％より高くするのは非常に困難である可能性がある。結果は、多くの空気の細孔がセラミックプレートに残る傾向になる。他方では、ナノサイズの粒子は、容易に互いに結合することができ、それは、本願発明者らが微細で空気細孔がないセラミックプレートを調製することを可能にする。
【００６２】
原料は、合成した蛍光体セラミックプレートと同じ組成物または結晶構造を有することを必要としない。例えば、ＹＡＧ：Ｃｅセラミックプレートは、ＹＡＧ：Ｃｅ粉末、Ｙ−Ａｌ−Ｏ−Ｃｅを含むアモルファス粉末、ＹＡｌＯ３：ＣｅおよびＡｌ２Ｏ３粉末の混合物、Ｙ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、およびＣｅＯ２粉末の混合物、およびそれらのいずれかの組み合わせを使用して作製されてもよい。
【００６３】
いくつかの実施形態では、少量のフラックス材料（例えば、焼結助剤）が、必要に応じて、焼結特性を向上させるために使用されてもよい。いくつかの実施形態では、焼結助剤としては、テトラエチルオルトシリケート（ＴＥＯＳ）、コロイダルシリカ、酸化リチウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、酸化バリウム、酸化カルシウム、酸化ストロンチウム、酸化ホウ素、またはフッ化カルシウムが挙げられてもよいが、それらに限定されない。さらなる焼結助剤としては、ＮａＣｌやＫＣｌなどのアルカリ金属ハロゲン化物、および尿素などの有機化合物が挙げられるが、それらに限定されない。いくつかの実施形態では、焼結されたセラミックプレートは、フラックス材料または焼結助剤の約０．０１％〜約５％、約０．０５％〜約５％、約０．１％〜約４％、または約０．３％〜約１％を含む。焼結助剤は、原料と混ぜることができる。例えば、いくつかの実施形態では、テトラエチルオルトシリケート（ＴＥＯＳ）は、原料に添加されて、所望の量の焼結助剤をもたらすことができる。１つの実施形態では、ＴＥＯＳの約０．０５重量％〜約５重量％が、焼結されたセラミックプレートにもたらされる。いくつかの実施形態では、ＴＥＯＳの量は、約０．３重量％〜約１重量％であってもよい。
【００６４】
様々な可塑剤も、ガラス転移温度を低下させるおよび／またはセラミックの柔軟性を向上させるためにいくつかの実施形態に含まれていてもよい。可塑剤の限定しない例としては、フタル酸ビス（２−エチルヘキシル）、フタル酸ジイソノニル、フタル酸ビス（ｎ−ブチル）、フタル酸ブチルベンジル、フタル酸ジイソデシル、フタル酸ジ−ｎ−オクチル、フタル酸ジイソオクチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジイソブチル、およびフタル酸ジ−ｎ−ヘキシルなどのジカルボン酸／トリカルボン酸エステル系可塑剤；アジピン酸ビス（２−エチルヘキシル）、アジピン酸ジメチル、アジピン酸モノメチル、およびアジピン酸ジオクチルなどのアジピン酸系可塑剤；セバシン酸ジブチルおよびマレイン酸塩などのセバシン酸系可塑剤；マレイン酸塩、マレイン酸ジブチル；マレイン酸ジイソブチル；ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、およびそれらの共重合体などのポリアルキレングリコール類；安息香酸塩；エポキシ化植物油；Ｎ−エチルトルエンスルホンアミド、Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル）ベンゼンスルホンアミド、およびＮ−（ｎ−ブチル）ベンゼンスルホンアミドなどのスルホンアミド類；リン酸トリクレジル、リン酸トリブチルなどの有機燐化合物；トリエチレングリコールジヘキサノアート、テトラエチレングリコールジヘプタノアートなどのグリコール類／ポリエーテル類；クエン酸トリエチル、クエン酸アセチルトリエチル、クエン酸トリブチル、クエン酸アセチルトリブチル、クエン酸トリオクチル、クエン酸アセチルトリオクチル、クエン酸トリヘキシル、クエン酸アセチルトリヘキシル、クエン酸ブチリルトリヘキシル、およびクエン酸トリメチルなどのクエン酸アルキル；アルキルスルホン酸フェニルエステル；およびそれらの混合物が挙げられる。
【００６５】
いくつかの実施形態では、混合および成形プロセスは、時々バインダー樹脂および溶媒を原料粉末に添加することによってより簡単とされてもよい。バインダーは、加熱される組成物の粒子の付着を向上させて複合材料を形成するいずれかの物質である。バインダーのいくつかの限定しない例としては、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニル、ポリビニルブチラール、ポリスチレン、ポリエチレングリコール、ポリビニルピロリドン、ポリ酢酸ビニル類、およびポリビニルブチラート類などが挙げられる。すべての状況ではなくいくつかの状況では、バインダーが十分に揮発性であることは有用である可能性があり、それは、焼結段階中に前駆体混合物から完全に取り除くまたは除去することができる。使用されてもよい溶媒としては、限定されないが、水、限定されないが変性エタノール、メタノール、イソプロピルアルコール、およびそれらの混合物、好ましくは変性エタノール、キシレン類、シクロヘキサノン、アセトン、トルエン、およびメチルエチルケトン、およびそれらの混合物などの低級アルカノールが挙げられる。好ましい実施形態では、溶媒は、キシレン類とエタノールとの混合物である。
【００６６】
混合プロセスは、乳鉢および乳棒、ボールミル粉砕機、ビーズミル粉砕機、または他の等価装置を使用して行うことができる。成形プロセスについては、タブレット成形、熱間等静圧圧縮成形（ＨＩＰ）、または冷間等静圧圧縮成形（ＣＩＰ）用の簡単な型が利用されてもよい。いくつかの実施形態では、制御量の原料粉末が型に投入され、続いて圧力を加えてプレートを形成する。
【００６７】
次いで、２つ以上の成型物が積み重ねられて、アセンブリを形成し、それは、続いて焼結されて、複合材料を形成する。成型物の配置は、最終の複合材料の構成を決定する。このように、例えば、アセンブリは、第１のガーネット蛍光体を有する第１の成型物および第２のガーネット蛍光体を有する第２の成型物を含んでいてもよい。このアセンブリは、次いで、焼結されて、第１の蛍光体を有する第１の発光層、および第２の蛍光体を有する第２の発光層を含む複合材料を形成することができる。一例として、図１Ａで説明したように、複合材料は、第１の発光層１１０および第２の発光層１１５を含む。従って、当業者は、本願の教示によって指導され、焼結前に適切に成型物を積み重ねることによって、上記開示されたものなどの様々な複合材料の構成を準備することができる。
【００６８】
上記開示されたように、非発光層も、複合材料に含まれていてもよい。非発光層は、例えば、蛍光を生成するのに有効な量のドーパントを除外するＹＡＧ粉末の成型物を調製することによって調製されてもよい。成型物は、複合材料を形成するために続いて焼結される積み重ねられたアセンブリに含まれていてもよい。
【００６９】
アセンブリは、次いで、合成した蛍光体材料の融点を超えない高温で焼結される。このように、２つ以上の成型物を有するアセンブリを焼結することによって、単一の焼結プロセスが、２つ以上の発光層を有する複合材料を調製するために使用される。複合材料中の発光層は、いくつかの実施形態では、焼結プロセスの完了で一緒に結合される。いくつかの実施形態では、複合材料は、焼結プロセスの完了で一緒に固定される。
【００７０】
いずれかの種類の適切なセラミック焼結技術が、半透明セラミックプレートを調製するために使用することができる。いくつかの実施形態では、焼結は、圧力を加えながら行ってもよい。温度プロフィール、大気、圧力、および所要時間などの焼結条件は、蛍光体材料の種類によって決まる。
【００７１】
（複合材料を形成するための積層および焼結）
複合材料は、２つ以上の成型テープを積層および焼結することによって形成されてもよく、ここで、成型テープは、第１の蛍光体および／または第２の蛍光体を含むことができる。２つ以上の成型テープを積層、焼結する例および方法が、米国特許第７，５１４，７２１号および米国特許出願公開第２００９／０１０８５０７号に開示されており、それらの両方は、引用することによってそれら全体を本明細書に含める。図３は、積層および焼結によってセラミックプレートを形成する１つの実施形態用の調製フローチャートを示す。
【００７２】
まず、原料（例えば、ＹＡＧを形成するためのＹ２Ｏ３およびＡｌ２Ｏ３などの硝酸塩または酸化物系原料）の粒径は、任意に調整して、溶媒の蒸発中の毛管力からの成型テープ中の亀裂を低減してもよい。例えば、粒径は、原料粒子をプレアニールすることによって調整して、所望の粒径を得ることができる。原料粒子は、約８００℃〜約１８００℃（またはより好ましくは、１０００℃〜約１５００℃）の温度領域でプレアニールして、所望の粒径を得ることができる。プレアニールは、真空、空気、Ｏ２、Ｈ２、Ｈ２／Ｎ２、または貴ガス（例えば、Ｈｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ、Ｒｎ、またはそれらの組み合わせ）中で行われてもよい。１つの実施形態では、各原料（例えば、ＹＡＧを形成するためのＹ２Ｏ３およびＡｌ２Ｏ３）は、ほぼ同じ粒径に調整される。他の実施形態では、粒子は、約０．５ｍ２／ｇ〜約２０ｍ２／ｇ（好ましくは、約１．０ｍ２／ｇ〜約１０ｍ２／ｇ、または好ましくは、約３．０ｍ２／ｇ〜約６．０ｍ２／ｇ）の範囲のＢＥＴ表面積を有する。
【００７３】
次いで、スラリーは、続いてテープに成型するために調製されていてもよい。予め作製された蛍光体（例えば、本明細書で説明される流動系熱化学合成手段によって調製された蛍光体）および／または化学量論の量の原料が、様々な成分と混ぜられて、混合物を形成することができる。混合物の例示的な成分は、ドーパント、分散剤、可塑剤、バインダー、焼結助剤、および溶媒が挙げられるが、それらに限定されない。ドーパント、焼結助剤、可塑剤、バインダー、および溶媒は、成形および焼結プロセスに関して記載された上記のものと同じであってもよい。
【００７４】
いくつかの実施形態では、分散剤は、フローレン、魚油、長鎖ポリマー、ステアリン酸、酸化メンハーデン魚油、コハク酸、オービタンモノオレアート、エタン二酸、プロパン二酸、ペンタン二酸、ヘキサン二酸、ヘプタン二酸、オクタン二酸、ノナン二酸、デカン二酸、ｏ−フタル酸、ｐ−フタル酸、およびそれらの混合物などのジカルボン酸とすることができる。
【００７５】
次いで、混合物は粉砕され、例えば、約０．５時間〜約１００時間（好ましくは、約６時間〜約４８時間、より好ましくは、約１２時間〜約２４時間）の範囲の期間、混合物をボールミル粉砕することによって、スラリーを形成してもよい。ボールミル粉砕は、混合物内で混ぜられた成分以外の材料を含む粉砕ボールを利用してもよい（例えば、粉砕ボールは、ＹＡＧを形成する混合物用のＺｎＯ２であってもよい）。１つの実施形態では、ボールミル粉砕は、ろ過または分離の他の公知の方法による期間後、粉砕ボールを分離することを含む。いくつかの実施形態では、スラリーは、約１０ｃＰ〜約５０００ｃＰ（好ましくは、約１００ｃＰ〜約３０００ｃＰ、またはより好ましくは、４００ｃＰ〜１０００ｃＰの範囲の粘性を有する。
【００７６】
第３に、スラリーは、リリース基板（例えば、シリコーン被覆ポリエチレンテレフタレート基板）上に成型されて、テープを形成してもよい。例えば、スラリーは、ドクターブレードを使用して移動キャリア上に流延され、乾燥されてテープを形成してもよい。流延テープの厚みは、ドクターブレードと移動キャリアとの間のギャップを変化させることによって調整することができる。いくつかの実施形態では、ドクターブレードと移動キャリアとの間のギャップは、約０．１２５ｍｍ〜約１．２５ｍｍ（好ましくは、約０．２５ｍｍ〜約１．００ｍｍ、またはより好ましくは、約０．３７５ｍｍ〜約０．７５ｍｍ）の範囲にある。一方、移動キャリアの速度は、約１０ｃｍ／分〜約１５０ｃｍ／分の範囲（好ましくは、約３０ｃｍ／分〜約１００ｃｍ／分、またはより好ましくは、約４０ｃｍ／分〜約６０ｃｍ／分）の速度を有することができる。移動キャリアの速度およびドクターブレードと移動キャリアとの間のギャップを調整することによって、テープは、約２０μｍ〜約３００μｍの厚みを有することができる。テープは、成型後に所望の形状に任意に切断されてもよい。
【００７７】
２つ以上のテープが積層されて、アセンブリを形成する。積層ステップは、２つ以上のテープ（例えば、２〜１００のテープが積み重ねられた）を積み重ねること、積み重ねられたテープに熱および一軸圧力（例えば、テープ表面に垂直な圧力）を加えること、を含むことができる。例えば、積み重ねられたテープは、テープに含まれ、金属型を使用して一軸圧縮されたバインダーのガラス転移温度（Ｔｇ）より高い温度に加熱されてもよい。いくつかの実施形態では、一軸圧力は、約１〜約５００ＭＰａ（好ましくは、約３０ＭＰａ〜約６０ＭＰａ）の範囲にある。いくつかの実施形態では、熱および圧力は、約１分〜約６０分（好ましくは、約１５分〜約４５分、またはより好ましくは約３０分）の範囲の期間加えられる。積層ステップは、任意に、例えば、成形型を使用して、様々な形状（例えば穴または柱）またはパターンをアセンブリに形成することを含んでいてもよい。
【００７８】
アセンブリのいくつかの実施形態は、第１のガーネット蛍光体を有する少なくとも１つのテープ、および第２のガーネット蛍光体を有する少なくとも１つのテープを含む。積み重ねられたテープの配置は、特に限定されないが、第１の蛍光体を含むテープがすべて一緒に積み重ねられ、第２の蛍光体を含むテープがすべて一緒に積み重ねられるように、テープが積み重ねられてもよい。成型物を積み重ねてアセンブリを形成することに関する上記検討と類似して、積み重ねられたテープの構成は、複合材料の配置と一致する。
【００７９】
アセンブリは、加熱して複合材料を形成してもよい。加熱ステップは、脱バインダープロセスおよび焼結プロセスを含んでいてもよい。脱バインダープロセスは、アセンブリ内の有機成分の少なくとも一部を分解する（例えば、アセンブリ内のバインダーおよび可塑剤を揮発させる）ことを含む。一例として、アセンブリは、約０．１℃／分〜約１０℃／分（好ましくは、約０．３℃／分〜約５℃／分、またはより好ましくは、約０．５℃／分〜約１．５℃／分）の速度で、約３００℃〜１２００℃（好ましくは、約５００℃〜約１０００℃、またはより好ましくは約８００℃）の範囲の温度に空気中で加熱されてもよい。例示的な加熱ステップは、また、約３０分〜約３００分の範囲の期間、温度を維持することを含んでいてもよく、それは、アセンブリの厚みに基づいて選択されてもよい。
【００８０】
加熱ステップは、また、複合材料を形成するための焼結プロセスを含む。アセンブリは、約１２００℃〜約１９００℃（好ましくは、約１３００℃〜約１８００℃、またはより好ましくは、約１３５０℃〜約１７００℃）の範囲の温度で、約１時間〜約１００時間（好ましくは、約２時間〜約１０時間）の範囲の期間、真空、空気、Ｏ２、Ｈ２、Ｈ２／Ｎ２、または貴ガス（例えば、Ｈｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ、Ｒｎ、またはそれらの組み合わせ）中で焼結されてもよい。いくつかの実施形態では、脱バインダーおよび焼結プロセスは、単一ステップで完了される。
【００８１】
アセンブリは、加熱ステップの間にカバープレート間に挟持されて、アセンブリの歪（例えば、ゆがみ、反り、曲がりなど）を低減してもよい。カバープレートは、加熱ステップの間に適用された温度より高い融点を有する材料を含んでいてもよい。さらに、カバープレートは、カバープレートを通って、揮発した成分を運ぶことを可能にするのに十分多孔性であってもよい。一例として、カバープレートは、約４０％の気孔率を有する酸化ジルコニウムであってもよい。
【００８２】
任意の再酸化ステップも、複合材料の透過率を向上するために含まれていてもよい。再酸化は、約１０００℃〜約１５００℃（好ましくは、約１４００℃）の範囲の温度で、約１℃／分〜約２０℃／分（好ましくは、約５℃／分）の加熱速度で、約３０分〜約３００分（好ましくは、約２時間）の期間、酸素または空気に複合材料を晒すことを含むことができる。
【００８３】
発光装置は、非発光層（例えば、図１Ｂで説明する非発光層１２５）を含んでいてもよい。非発光層は、上記のものと同様の積層および焼結手順を使用して調製されてもよいセラミックプレートとすることができる。非発光層は、例えば、蛍光を生成するのに有効な量のドーパントを除外するアセンブリにＹＡＧ粉末を積層、焼結することによって調製されてもよい。
【実施例】
【００８４】
さらなる実施形態が、次の実施例でさらに詳細に開示され、請求の範囲を限定することを決して目的としない。
【００８５】
（実施例１  暖色性白色発光複合材料）
次の実施例は、暖色性白色光の発光のための複合材料を形成することを示す。
（実施例１．１  ＹＡＧ：Ｃｅ）
【００８６】
イットリウム（ＩＩＩ）硝酸塩六水和物（純度９９．９％、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）０．１４９２３ｍｏｌ（１４．２９ｇ）、硝酸アルミニウム九水和物（純度９９．９７％、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）０．２５ｍｏｌ（２３．４５ｇ）、およびセリウム（ＩＩＩ）硝酸塩六水和物（純度９９．９９％、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）０．０１５ｍｏｌ（０．０８１ｇ）を、脱イオン水２５０ｍｌに溶解し、続いて３０分間超音波処理を行って透明前駆体溶液を調製した。０．４Ｍのこの前駆体溶液を、液体ポンプを使用して、噴霧プローブを介してプラズマ反応チャンバに運んだ。
【００８７】
蒸着実験は、すべて、３．３ＭＨｚで作動するＲＦ誘導プラズマトーチ（ＴＥＫＮＡ  Ｐｌａｓｍａ  Ｓｙｓｔｅｍ社、ＰＬ−３５）で行った。蒸着実験については、チャンバ圧力は、約２５ｋＰａ〜３５ｋＰａの状態にし、ＲＦジェネレータープレート電力は、１０〜１２ｋＷの範囲であった。プレート電力および蒸着圧力の両方は、ユーザ制御パラメータである。アルゴンは、ガス吸気ポートを介して渦巻きシースガスおよび中心プラズマガスの両方としてプラズマトーチに導入した。シースガス流れが３０ｓｌｍ（毎分標準リットル）で維持され、一方、中心ガス流れは１０ｓｌｍであった。
【００８８】
反応物質の注入を、放射噴霧プローブ（ＴＥＫＮＡ  Ｐｌａｓｍａ  Ｓｙｓｔｅｍ社、ＳＤＲ−７７２）を使用して行った。プローブは、反応物質注入中にプラズマプルームの中心に位置した。反応物質を、蒸着の間に１０ｍｌ／分の速度でプラズマプルームに供給した。噴霧ガスとしてのアルゴンを１５ｓｌｍの流速で供給して、液体反応物質の噴霧を行った。噴霧プローブへの冷却水の供給は、メーカーによって推奨されるように、流速４ｓｌｍおよび圧力１．２ＭＰａで維持した。
【００８９】
蒸着された粒子の結晶相は、Ｂｒｕｋｅｒ  ＡＸＳミクロ回折計（ＣｕＫα）で得られたＸ線回折（ＸＲＤ）スペクトルを使用して調査した。得られたサンプルの結晶相は、アモルファスとイットリウムアルミニウムペロブスカイト（ＹＡＰ）との混合物と確認した。平均粒径（Ｄａｖｇ）は、Ｍｉｃｒｏｍｅｔｒｉｔｉｃｓ社製モデルＧｅｍｉｎｉ２３６５ガス吸着計から得られたデータに基づくＢＥＴ表面積から得られた。得られたサンプルのＤａｖｇは７５ｎｍであった。
【００９０】
（例１．２  Ｌｕ２ＣａＭｇ２Ｓｉ３Ｏ１２：Ｃｅ）
ルテチウム硝酸塩水酸化物（純度４６．８％、Ｍｅｔａｌｌ  Ｒａｒｅ  Ｅａｒｔｈ  Ｌｉｍｉｔｅｄ、シンセン、中国）５２．６１２ｇ、硝酸カルシウム四水和物（純度９９％、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）１４．８９９ｇ、マグネシウム硝酸塩六水和物（純度９９％、Ｆｌｕｋａ）３２．３７４ｇ、アミノプロピルシラントリオール（水中２５％、Ｇｅｌｅｓｔ）１０２．９０８ｇ、およびセリウム（ＩＩＩ）硝酸塩六水和物（純度９９．９９％、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）０．５４３ｇを脱イオン水２５０ｍｌに溶解し、その後、３０分超音波処理を行って、透明前駆体溶液を調製した以外、実施例１．１の手順に従った。０．４Ｍのこの前駆体溶液を、液体ポンプを使用して、噴霧プローブを介してプラズマ反応チャンバに運んだ。
【００９１】
（実施例１．３  非発光（未ドープ）材料の調製）
イットリウム（ＩＩＩ）硝酸塩六水和物０．１４９２３ｍｏｌ（１４．２９ｇ）（純度９９．９％、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）、硝酸アルミニウム九水和物（純度９９．９７％、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）０．２５ｍｏｌ（２３．４５ｇ）にセリウム（ＩＩＩ）硝酸塩六水和物を添加しなかったこと以外、非発光材料は、上記のものと同様に調製した。
【００９２】
（実施例１．４  ＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体材料の焼結されたセラミックプレートの調製）
焼結されたセラミックプレートは、ＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体ナノ粉末を使用して作製した。上記方法によって調製されたナノ粉末４ｇ、ポリ（ビニルブチラール−コ−ビニルアルコール−コ−ビニルアセテート）０．２１ｇ（平均Ｍｗ９０，０００〜１２０，０００粉末、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）、ヒュームドシリカ粉末（ＣＡＢ−Ｏ−ＳＩＬ（登録商標）ＨＳ−５、Ｃａｂｏｔ社）０．０１２ｇ、およびエタノール１０ｍｌを、混合スラリー溶液が非常に滑らかになるまで乳鉢および乳棒によって十分に混合した。ドライヤから熱風を吹き付け、乳棒を動かし続けることによって、エタノールを完全に取り除き、乾燥粉末を得た。次いで、乾燥粉末１２０ｍｇを３ｍｍの直径の型（Ｐｒｏｄｕｃｔ♯：００１２−６６４６、３ｍｍＫＢｒダイセット、Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ社）に広げ、その後液圧プレスを使用して４０００ｐｓｉの圧力を加えた。次いで、得られたプレートを、周囲空気下で箱型電気炉を使用して２時間（２℃／分の加熱速度）８００℃で、次いで、真空下で管型電気炉を使用して５時間（加熱速度は５℃／分）１５００℃で焼結した。すべてのセラミックプレートサンプルの結晶相は、ＸＲＤによってイットリウムアルミニウムガーネットと決定した。
【００９３】
（実施例１．５  Ｌｕ２ＣａＭｇ２Ｓｉ３Ｏ１２：Ｃｅ蛍光体材料の焼結されたセラミックプレートの調製）
実施例１．２で調製されたＬｕ２ＣａＭｇ２Ｓｉ３Ｏ１２：Ｃｅ４ｇおよび得られたプレートを真空下で５時間１４００℃で焼結した以外、実施例１．４の手順に従った。
【００９４】
（実施例２  発光層の積層複合材料）
次の実施例は、積層によって形成された複合材料によって暖色性白色光の発光を示す。
【００９５】
（実施例２．１  積層複合材料用非発光層）
高純度Ａｌ２Ｏ３ボールミルジャー５０ｍｌを、直径３ｍｍのＹ２Ｏ３安定化ＺｒＯ２ボール５５ｇで充填した。次いで、ガラスバイアル２０ｍｌ中では、分散剤（Ｆｌｏｗｌｅｎ  Ｇ−７００、Ｋｙｏｅｉｓｈａ）０．１５３ｇ、キシレン（Ｆｉｓｈｅｒ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ、実験室グレード）２ｍｌ、およびエタノール（Ｆｉｓｈｅｒ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ、試薬アルコール）２ｍｌを、分散剤を完全に溶解するまで混合した。分散溶液および焼結助剤としてのテトラエトキシシラン（０．０３８ｇ、Ｆｌｕｋａ）をボールミルジャーに添加した。
【００９６】
４．６ｍ２／ｇのＢＥＴ表面積を備えたＹ２Ｏ３粉末（３．９８４ｇ、９９．９９％、ｌｏｔ  Ｎ−ＹＴ４ＣＰ、日本イットリウム株式会社）、および６．６ｍ２／ｇのＢＥＴ表面積を備えたＡｌ２Ｏ３粉末（２．９９８ｇ、９９．９９％、グレードＡＫＰ−３０、住友化学株式会社）を、ボールミルジャーに添加した。全体粉末重量は７．０ｇであり、Ｙ２Ｏ３とＡｌ２Ｏ３の比は、３：５の化学量論比であった。第１のスラリーを、２４時間ボールミル粉砕によって、Ｙ２Ｏ３粉末、Ａｌ２Ｏ３粉末、分散剤、テトラエトキシシラン、キシレン、およびエタノールを混合することによって作製した。
【００９７】
バインダーと可塑剤の溶液を、キシレン（Ｆｉｓｈｅｒ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ、実験室グレード）１２ｍｌおよびエタノール（Ｆｉｓｈｅｒ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ、試薬アルコール）１２ｍｌに、ポリ（ビニルブチラール−コ−ビニルアルコール−コ−ビニルアセテート）（Ａｌｄｒｉｃｈ）３．５ｇ、フタル酸ベンジルｎ−ブチル（９８％、Ａｌｆａ  Ａｅｓａｒ）１．８ｇ、およびポリエチレングリコール（Ｍｎ＝４００、Ａｌｄｒｉｃｈ）１．８ｇを溶解することによって調製した。第２のスラリーを、第１のスラリーにバインダー溶液４ｇを添加し、次いで、さらに２４時間粉砕することによって作製した。ボールミル粉砕を完了した場合、第２のスラリーを、０．０５ｍｍの気孔サイズを備えた注射器支援型金属スクリーンフィルタを通過させた。第２のスラリーの粘性は、室温で攪拌しながらスラリー中の溶媒を蒸発させることによって、４００センチポアズ（ｃＰ）に調整した。スラリーを、次いで、３０ｃｍ／分のキャスト速度で、調整可能なフィルム塗布器（Ｐａｕｌ  Ｎ．Ｇａｒｄｎｅｒ社）で、リリース基板、例えば、シリコーン被覆Ｍｙｌａｒ（登録商標）キャリア基板（テープキャスティングウェアハウス）上に流延した。フィルム塗布器上のブレード隙間を、０．５０８ｍｍ（２０ｍｉｌ）に設定した。キャストテープを、周囲雰囲気で一晩中乾燥して、約１４０μｍの厚みのグリーンシートを作製した。
【００９８】
（実施例２．２  ＹＡＧ：Ｃｅ層）
約２０ｍ２／ｇのＢＥＴ表面積を備えたイットリウムに対して０．２ｍｏｌ％のセリウムを含むプラズマ生成酸化イットリウムアルミニウム（化学量論Ｙ：Ａｌ：Ｏ＝３：５：１２）粉末（５．２ｇ）を、高純度アルミナ燃焼ボートに添加し、その後、空気または３％Ｈ２／９７％Ｎ２中で２時間、１２５０℃に３〜５℃／分の加熱勾配で環状炉（ＭＴＩ  ＧＳＬ−１６００）内でアニールした。その後、それを、５℃／分の勾配で室温に冷却した。４．６ｍ２／ｇのＢＥＴ表面積を備えた黄色粉末を、アニール後に得た。
【００９９】
高純度Ａｌ２Ｏ３ボールミルジャー５０ｍｌを、直径３ｍｍのＹ２Ｏ３安定化ＺｒＯ２ボール２４ｇで充填した。次いで、ガラスバイアル２０ｍｌ中では、分散剤（Ｆｌｏｗｌｅｎ  Ｇ−７００、Ｋｙｏｅｉｓｈａ）０．０８４ｇ、キシレン（Ｆｉｓｈｅｒ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ、実験室グレード）２ｍｌ、およびエタノール（Ｆｉｓｈｅｒ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ、試薬アルコール）２ｍｌを、分散剤を完全に溶解するまで混合した。分散溶液および焼結助剤としてのテトラエトキシシラン（０．０４５ｇ、純度９９％、Ｆｌｕｋａ）をボールミルジャーに添加した。４．６ｍ２／ｇのＢＥＴ表面積を備えたアニールされたプラズマＹＡＧ粉末（３．０ｇ）を、ボールミルジャーに添加した。第１のスラリーを、２４時間ボールミル粉砕によって、ＹＡＧ粉末、分散剤、テトラエトキシシラン、キシレン、およびエタノールを混合することによって作製した。
【０１００】
バインダーと可塑剤の溶液を、キシレン（Ｆｉｓｈｅｒ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ、実験室グレード）１８ｍｌおよびエタノール（Ｆｉｓｈｅｒ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ、試薬アルコール）１８ｍｌに、ポリ（ビニルブチラール−コ−ビニルアルコール−コ−ビニルアセテート）（Ａｌｄｒｉｃｈ）５．２５ｇ、フタル酸ベンジルｎ−ブチル（９８％、Ａｌｆａ  Ａｅｓａｒ）２．６ｇ、およびポリエチレングリコール（Ｍｎ＝４００、Ａｌｄｒｉｃｈ）２．６ｇを溶解することによって調製した。第２のスラリーを、第１のスラリーにバインダー溶液１．２ｇを添加し、次いで、さらに２４時間粉砕することによって作製した。ボールミル粉砕を完了した場合、第２のスラリーを、０．０５ｍｍの気孔サイズを備えた注射器支援型金属スクリーンフィルタを通過させた。第２のスラリーの粘性は、室温で攪拌しながらスラリー中の溶媒を蒸発させることによって、４００センチポアズ（ｃＰ）に調整した。スラリーは、次いで、３０ｃｍ／分のキャスト速度で、調整可能なフィルム塗布器（Ｐａｕｌ  Ｎ．Ｇａｒｄｎｅｒ社）で、リリース基板、例えば、シリコーン被覆Ｍｙｌａｒ（登録商標）キャリア基板（テープキャストウェアハウス）上に流延した。フィルム塗布器上のブレード隙間を、０．５０８ｍｍ（２０ｍｉｌ）にセットした。キャストテープを、周囲雰囲気で一晩中乾燥して、約１４０μｍの厚みの黄色グリーンシートを作製した。
【０１０１】
（実施例２．３  Ｌｕ２ＣａＭｇ２Ｓｉ３Ｏ１２：Ｃｅ）
実施例１．２において調製したように、ルテチウムに対してセリウム１ｍｏｌ％を含むＬｕ２ＣａＭｇ２Ｓｉ３Ｏ１２：Ｃｅ３．０ｇを、ＹＡＧ：Ｃｅ粉末の代わりに使用した以外、実施例２．２の手順に従った。
【０１０２】
（実施例２．４  積層）
アニールされたプラズマＬｕ２ＣａＭｇ２Ｓｉ３Ｏ１２：Ｃｅ粉末（２５０μｍの厚み）を含む乾燥成型テープと同様に、アニールされたプラズマＹＡＧ：Ｃｅ粉末を含む第１の蛍光体材料（３００μｍの厚み）の乾燥成型テープ、およびＣｅ粉末を備えていないＹＡＧを含む非発光材料（１００μｍの厚み）の乾燥成型テープを、金属穴あけ器で１３ｍｍの直径の円形に切断した。穴を開けた円形テープのそれぞれの片を、鏡面研磨された表面を備えたサーキュラダイ間に設置し、ホットプレート上で８０℃に加熱し、その後、５メートルトンの一軸圧力で液圧プレス中で５分間圧縮をかけた。発光（第１の蛍光体材料および第２の蛍光体材料）および非発光層の積層複合材料を、このようにして作製した。
【０１０３】
脱バインダーについては、積層グリーンシートを、ＺｒＯ２カバープレート（厚み１ｍｍ、グレード４２５１０−Ｘ、ＥＳＬ  Ｅｌｅｃｔｒｏｓｃｉｅｎｃｅ社）間に挟持し、厚み５ｍｍのＡｌ２Ｏ３プレート上に設置した。挟持された積層品を、次いで、８００℃に０．５℃／分の勾配速度で空気中で環状炉内で加熱し、２時間保持して、グリーンシートから有機成分を取り除きプリフォームを生成した。
【０１０４】
脱バインダー後、プリフォームを、１℃／分の加熱速度で５時間１０−１Ｔｏｒｒの真空中で１５００℃でアニールして、限定されないが、アモルファスイットリウム酸化物、ＹＡＰ、ＹＡＭ、またはＹ２Ｏ３、およびＡｌ２Ｏ３を含む非発光層中のＹ−Ａｌ−Ｏの非ガーネット相からイットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ）相への変換、およびアモルファスＬｕ２ＣａＭｇ２Ｓｉ３Ｏ１２：Ｃｅから結晶化Ｌｕ２ＣａＭｇ２Ｓｉ３Ｏ１２：Ｃｅ相への変換を完了し、最終的なＹＡＧおよびＬｕ２ＣａＭｇ２Ｓｉ３Ｏ１２：Ｃｅ粒径を増大させた。
【０１０５】
最初のアニールに続いて、プリフォームを、さらに、５℃／分の加熱速度および室温への１０℃／分の冷却速度で、１６５０℃で２時間１０−３Ｔｏｒｒの真空中で焼結して、約０．６０ｍｍの厚みの半透明ＹＡＧ／ＹＡＧ：Ｃｅ／Ｌｕ２ＣａＭｇ２Ｓｉ３Ｏ１２：Ｃｅ／ＹＡＧセラミックシートを作製した。積層グリーンシートを黒鉛ヒータおよびカーボンフェルト内張りを備えた炉内でアニールすると、プリフォームを、１〜５μｍの粒径の犠牲未ドープＹＡＧ粉末に埋め込んで、サンプルが、強還元雰囲気により構成金属に部分的に還元されることを防止する。褐色焼結セラミックシートを、それぞれ１０℃／分および２０℃／分の加熱および冷却速度で１４００℃で２時間真空下で炉内で再酸化した。
【０１０６】
（実施例２．５  光学測定）
色度測定は、光ファイバー（大塚電子株式会社）、直径１２インチの積分球（Ｇａｍｍａ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ、ＧＳ０ＩＳ１２−ＴＬＳ）、全流量測定のために構成された較正光源（Ｇａｍｍａ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ、ＧＳ−ＩＳ１２−ＯＰ１）、励起光源（Ｃｒｅｅ社の青色ＬＥＤチップ、主波長４５５ｎｍ、Ｃ４５５ＥＺ１０００−Ｓ２００１）などの必要な光学部品をともに備えた大塚電子株式会社のＭＣＰＤ７０００多重チャンネル光検知器システムで行った。
【０１０７】
４５５ｎｍのピーク波長を備えた青色ＬＥＤを、積分球の中央の位置に設置し、２５ｍＡの駆動電流で操作した。まず、励起光としての青色ＬＥＤベアチップからの放射電力を得た。ＬＥＤチップの発光面距離は１ｍｍであった。次に、エポキシ樹脂などの共通のカプセル化樹脂と同様の屈折率（例えば、約１．７５）を有するパラフィン油で被覆したダイスカットされた２ｍｍ×２ｍｍの積層サンプルを、ＬＥＤチップから約１００μｍの距離に搭載した。次いで、複合材料積層品と青色ＬＥＤの組み合わせの放射電力を得た。
【０１０８】
図４に示すように、複合材料ＹＡＧ：ＣｅおよびＬｕ１積層品は、実施例２．１〜２．５によって調製され、約０．３９８６±０．００２５のＣｙおよび約０．４３２８±０．００２５のＣｘを備えたＣＩＥ座標を有しており、約３０２５Ｋ（「暖色性白色」）のＣＴを有する白色光を示した。合成複合材料は、約７０のＣＲＩを示した。一方、図５は、４５５ｎｍのピーク波長を備えた青色ＬＥＤによる、同じＹＡＧ：ＣｅおよびＬｕ１積層品の発光スペクトルを示す。
【図１Ａ】
2013526007.tif 000003
【図１Ｂ】
2013526007.tif 000004
【図１Ｃ】
2013526007.tif 000005
【図２】
2013526007.tif 000006
【図３】
2013526007.tif 000007
【図４】
2013526007.tif 000008
【図５】
2013526007.tif 000009
【国際調査報告】
2013526007.tif 000010
2013526007.tif 000011
2013526007.tif 000012