JP2011168627A - 波長変換部材、その製造方法、および、それを用いた発光器具 - Google Patents
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Abstract
【課題】 発光特性に優れた波長変換部材、その製造方法およびそれを用いた照明器具を提供することを提供すること。
【解決手段】 本発明による波長変換部材は、少なくとも蛍光体粒子と透光性物質とを含み、蛍光体粒子の含有量は30体積%以上70体積%以下である。また、本発明による波長変換部材を製造方法は、蛍光体粒子の集合体の空隙に液状物質を充填する工程と、液状物質で充填された蛍光体粒子の集合体を処理し、液状物質を透光性物質である固体化合物に変換する工程とを包含する。
【選択図】 図1
Description
前記波長変換部材中に含まれる気孔は、3体積%以下であってもよい。
前記蛍光体粒子は、一次粒子の凝集体である二次粒子の形態であり、前記二次粒子の平均粒径は、1μm以上20μm以下であってもよい。
前記蛍光体粒子は、互いに接触した連結構造を持ち、前記透光性物質は、前記連結構造以外の空間を充填していてもよい。
前記透光性物質は、ガラスであり得る。
前記透光性物質は、SiO2であり得る。
前記透光性物質は、少なくとも正ケイ酸四メチル(テトラメトキシシラン)または正ケイ酸四エチル(テトラエトキシシラン)を含む有機物を熱処理することにより得られる無機物質であり得る。
前記透光性物質は、耐熱性樹脂であり得る。
前記蛍光体粒子は、少なくともSi、Al、OおよびNの元素を含む無機化合物であってもよい。
前記蛍光体粒子は、Euを付活したα−サイアロン、Ceを付活したα−サイアロン、Euを付活したβ−サイアロン、Ceを付活したβ−サイアロン、Euを付活した(Ca、Sr)AlSiN3、Ceを付活した(Ca、Sr)AlSiN3、Euを付活した(Ca、Sr、Ba)2Si5N8、Euを付活した(Ca、Sr、Ba)Si2O2N2およびCeを付活したJEM相からなる群から少なくとも1つ選ばれる無機物質を含んでもよい。
前記蛍光体粒子の屈折率と前記透光性物質の屈折率との差は、0.6以下であり得る。
250℃において紫外線または青色光を照射した際の発光強度は、室温において前記紫外線または青色光を照射した際の発光強度の70%以上を維持し得る。
本発明による波長変換部材を製造する方法は、蛍光体粒子の集合体の空隙に液状物質を充填する工程と、前記液状物質で充填された蛍光体粒子の集合体を処理し、前記液状物質を固体化合物に変換する工程であって、前記固体化合物は透光性物質である、工程とを包含し、これにより上記課題を達成する。
前記変換する工程において、前記処理は熱処理であり、前記液状物質は少なくともケイ素を含有してもよい。
前記変換する工程において、前記処理は熱処理または脱水・環化処理であり、前記液状物質は、耐熱性樹脂の前駆体であり得る。
前記蛍光体粒子の集合体における前記蛍光体粒子の含有量は、30体積%以上70体積%以下であり得る。
前記充填する工程に先立って、前記蛍光体粒子の集合体を調製する工程をさらに包含し、前記調整する工程は、前記蛍光体粒子を分散媒に分散させる工程と、電気泳動堆積法により前記蛍光体粒子を集合させ、前記蛍光体粒子の集合体を形成する工程と、前記蛍光体粒子の集合体を乾燥させる工程とを包含してもよい。
前記分散させる工程は、表面が有機結合剤で被覆された前記蛍光体粒子を、前記分散媒として非水溶媒に分散させるか、または、前記蛍光体粒子を、前記分散媒として前記有機結合剤が含有された前記非水溶媒に分散させる工程であり、前記乾燥する工程は、前記蛍光体粒子の集合体を熱処理し、前記有機結合剤を除去する工程であってもよい。
前記非水溶媒はアルコール類であり得る。
前記有機結合剤はポリビニルブチラールであり得る。
本発明による発光器具は、少なくとも上記波長変換部材と、励起光源とを含む。
前記励起光源は、発光ダイオード、無機エレクトロルミネッセンス(無機EL)、有機エレクトロルミネッセンス(有機EL)、固体レーザ、ガスレーザ、液体レーザ、半導体レーザおよび半導体発光素子からなる群から選ばれ得る。
前記励起光源は、ピーク波長が440nm以上470nm以下である励起光を発し、前記波長変換部材は、ピーク波長が550nm以上600nm未満である蛍光を発する第一の蛍光体粒子を含んでもよい。
前記波長変換部材は、ピーク波長が600nm以上680nm以下である蛍光を発する第二の蛍光体粒子をさらに含んでもよい。
前記励起光源は、ピーク波長が300nm以上420nm以下である励起光を発し、前記波長変換部材は、ピーク波長が420nmより長く500nm未満である蛍光を発する第一の蛍光体粒子と、ピーク波長が500nm以上600nm未満である蛍光を発する第二の蛍光体粒子と、ピーク波長が600nm以上680nm以下である蛍光を発する第三の蛍光体粒子とを含んでもよい。
実施の形態1では、本発明による波長変換部材の構成を説明する。
実施の形態2では、本発明による波長変換部材を製造する方法を説明する。
実施の形態3では、本発明による、実施の形態1で説明した波長変換部材を用いた用途(発光器具)の構成を説明する。
110 蛍光体粒子
120 透光性物質
130 連結構造
220 第1の蛍光体粒子
230 第2の蛍光体粒子
240 第1の波長変換部材
250 第2の波長変換部材
310 基板
600、700 発光器具
610、710 励起光源
620 光ファイバ
630、720 励起光
640、730 蛍光
810 分散媒
820 アノードカウンタ電極
830 電圧制御装置
840 PVB集合体
850 有機結合剤
860 集合体
870 液状物質
900 導電性ポリマー
2400 砲弾型白色発光ダイオードランプ
2410 青色発光ダイオード素子
2430、2440 リードワイヤ
2450 金細線
2460 透明物質
Claims (25)
- 少なくとも蛍光体粒子と透光性物質とを含み、前記蛍光体粒子の含有量は30体積%以上70体積%以下である、波長変換部材。
- 前記波長変換部材中に含まれる気孔は、3体積%以下である、請求項1に記載の波長変換部材。
- 前記蛍光体粒子は、一次粒子の凝集体である二次粒子の形態であり、
前記二次粒子の平均粒径は、1μm以上20μm以下である、請求項1に記載の波長変換部材。 - 前記蛍光体粒子は、互いに接触した連結構造を持ち、
前記透光性物質は、前記連結構造以外の空間を充填している、請求項1に記載の波長変換部材。 - 前記透光性物質は、ガラスである、請求項1に記載の波長変換部材。
- 前記透光性物質は、SiO2である、請求項1に記載の波長変換部材。
- 前記透光性物質は、少なくとも正ケイ酸四メチル(テトラメトキシシラン)または正ケイ酸四エチル(テトラエトキシシラン)を含む有機物を熱処理することにより得られる無機物質である、請求項1に記載の波長変換部材。
- 前記透光性物質は、耐熱性樹脂である、請求項1に記載の波長変換部材。
- 前記蛍光体粒子は、少なくともSi、Al、OおよびNの元素を含む無機化合物である、請求項1に記載の波長変換部材。
- 前記蛍光体粒子は、Euを付活したα−サイアロン、Ceを付活したα−サイアロン、Euを付活したβ−サイアロン、Ceを付活したβ−サイアロン、Euを付活した(Ca、Sr)AlSiN3、Ceを付活した(Ca、Sr)AlSiN3、Euを付活した(Ca、Sr、Ba)2Si5N8、Euを付活した(Ca、Sr、Ba)Si2O2N2およびCeを付活したJEM相からなる群から少なくとも1つ選ばれる無機物質を含む、請求項1に記載の波長変換部材。
- 前記蛍光体粒子の屈折率と前記透光性物質の屈折率との差は、0.6以下である、請求項1に記載の波長変換部材。
- 250℃において紫外線または青色光を照射した際の発光強度は、室温において前記紫外線または青色光を照射した際の発光強度の70%以上を維持する、請求項1に記載の波長変換部材。
- 波長変換部材を製造する方法であって、
蛍光体粒子の集合体の空隙に液状物質を充填する工程と、
前記液状物質で充填された蛍光体粒子の集合体を処理し、前記液状物質を固体化合物に変換する工程であって、前記固体化合物は透光性物質である、工程と
を包含する、方法。 - 前記変換する工程において、前記処理は熱処理であり、
前記液状物質は少なくともケイ素を含有する、請求項13に記載の方法。 - 前記変換する工程において、前記処理は熱処理または脱水・環化処理であり、
前記液状物質は、耐熱性樹脂の前駆体である、請求項13に記載の方法。 - 前記蛍光体粒子の集合体における前記蛍光体粒子の含有量は、30体積%以上70体積%以下である、請求項13に記載の方法。
- 前記充填する工程に先立って、前記蛍光体粒子の集合体を調製する工程をさらに包含し、前記調整する工程は、
前記蛍光体粒子を分散媒に分散させる工程と、
電気泳動堆積法により前記蛍光体粒子を集合させ、前記蛍光体粒子の集合体を形成する工程と、
前記蛍光体粒子の集合体を乾燥させる工程と
を包含する、請求項13に記載の方法。 - 前記分散させる工程は、表面が有機結合剤で被覆された前記蛍光体粒子を、前記分散媒として非水溶媒に分散させるか、または、前記蛍光体粒子を、前記分散媒として前記有機結合剤が含有された前記非水溶媒に分散させる工程であり、
前記乾燥する工程は、前記蛍光体粒子の集合体を熱処理し、前記有機結合剤を除去する工程である、請求項17に記載の方法。 - 前記非水溶媒はアルコール類である、請求項18に記載の方法。
- 前記有機結合剤はポリビニルブチラールである、請求項18に記載の方法。
- 少なくとも請求項1に記載の波長変換部材と、励起光源とを含む発光器具。
- 前記励起光源は、発光ダイオード、無機エレクトロルミネッセンス(無機EL)、有機エレクトロルミネッセンス(有機EL)、固体レーザ、ガスレーザ、液体レーザ、半導体レーザおよび半導体発光素子からなる群から選ばれる、請求項21に記載の発光器具。
- 前記励起光源は、ピーク波長が440nm以上470nm以下である励起光を発し、
前記波長変換部材は、ピーク波長が550nm以上600nm未満である蛍光を発する第一の蛍光体粒子を含む、請求項21に記載の発光器具。 - 前記波長変換部材は、ピーク波長が600nm以上680nm以下である蛍光を発する第二の蛍光体粒子をさらに含む、請求項23に記載の発光器具。
- 前記励起光源は、ピーク波長が300nm以上420nm以下である励起光を発し、
前記波長変換部材は、ピーク波長が420nmより長く500nm未満である蛍光を発する第一の蛍光体粒子と、ピーク波長が500nm以上600nm未満である蛍光を発する第二の蛍光体粒子と、ピーク波長が600nm以上680nm以下である蛍光を発する第三の蛍光体粒子とを含む、請求項21に記載の発光器具。
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