JP2015046579A - Method for manufacturing optical conversion member, optical conversion member, illumination light source, and liquid crystal display device - Google Patents

Method for manufacturing optical conversion member, optical conversion member, illumination light source, and liquid crystal display device Download PDF

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長嶋 達雄
Tatsuo Nagashima
達雄 長嶋
谷田 正道
Masamichi Tanida
正道 谷田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide: an optical conversion member which makes possible to simplify a process for manufacturing an optical conversion member, to reduce the time and labor, and the cost, and to effectively prevent the deactivation of a phosphor in manufacturing an optical conversion member; and a method for manufacturing such an optical conversion member.SOLUTION: A method for manufacturing an optical conversion member comprises: a kneading step in which glass powder, phosphor particles and a nano filler having a 50%-particle diameter Dof 50 nm or less are kneaded into a kneaded mixture; and a baking step in which the resultant kneaded mixture is shaped into a desired form and then baked. The optical conversion member comprises: glass; phosphor particles dispersed in the glass; and nano filler having a 50%-particle diameter of 50 nm or less and adsorbed onto the surfaces of the phosphor particles at an adsorption rate of 20-80%.

Description

本発明は、光源の色を変換するための光変換部材の製造方法、その製造方法により得られる光変換部材、該光変換部材を有する照明光源および液晶表示装置に関する。   The present invention relates to a method for producing a light conversion member for converting the color of a light source, a light conversion member obtained by the production method, an illumination light source having the light conversion member, and a liquid crystal display device.

白色LEDは、微小電力の白色照明光源として利用され、照明用途への応用が期待されている。一般に、白色LEDの白色光は、光源となる青色LED素子から発せられる青色光と、その青色光の一部を蛍光体により光の色(波長)を変換した、黄色、緑色、赤色等の光とを合成して得られる。   The white LED is used as a white illumination light source with a minute electric power, and is expected to be applied to illumination applications. In general, the white light of a white LED is light of yellow, green, red, etc., which is a blue light emitted from a blue LED element serving as a light source and a color (wavelength) of a part of the blue light converted by a phosphor. And is obtained by synthesizing

このような光源の光の色(波長)を変換する光変換部材としては、ガラス中に無機蛍光体を分散したものが知られている(例えば、特許文献1参照)。このような構成の光変換部材は、ガラスの高い透過率を利用でき、さらに、LED素子から発せられる熱を光変換部材の外部に効率よく放出できる。また、光や熱による光変換部材(特に、蛍光体)の損傷も低く、長期の信頼性が得られる。   As a light conversion member for converting the color (wavelength) of light of such a light source, a member in which an inorganic phosphor is dispersed in glass is known (for example, see Patent Document 1). The light conversion member having such a configuration can utilize the high transmittance of glass, and can efficiently release the heat generated from the LED element to the outside of the light conversion member. Moreover, the damage of the light conversion member (especially phosphor) by light and heat is low, and long-term reliability is obtained.

しかしながら、この光変換部材を製造する際には、特許文献1のように蛍光体粒子とガラス材料をそのまま混合した場合には、それらの相互作用によって蛍光体の失活が生じるおそれがあり、その場合には光変換効率が低下してしまう。このような製品特性の低下を抑制するために、蛍光体粒子の表面をセラミックス微粒子で被覆する方法(特許文献2参照)、金属酸化物の被膜を形成する方法(特許文献3〜4参照)、等が知られている。   However, when manufacturing this light conversion member, if the phosphor particles and the glass material are mixed as they are as in Patent Document 1, there is a possibility that the phosphors may be deactivated by their interaction. In this case, the light conversion efficiency is lowered. In order to suppress such deterioration of product characteristics, a method of coating phosphor particles with ceramic fine particles (see Patent Document 2), a method of forming a metal oxide film (see Patent Documents 3 to 4), Etc. are known.

また、蛍光体粒子表面を被覆しようとするものではないが、発光装置を製造するために使用される蛍光体含有組成物として、そのチキソトロピー性を改善するために、シリカ微粒子と、Al、ZrおよびTiから選ばれる1以上を含有する金属酸化物と、を併せて含有する蛍光体含有組成物、これを用いて形成された発光装置が知られている(特許文献5参照)。   Further, although not intended to cover the surface of the phosphor particles, as a phosphor-containing composition used for manufacturing a light emitting device, in order to improve the thixotropy, silica fine particles, Al, Zr and A phosphor-containing composition containing a metal oxide containing at least one metal selected from Ti and a light-emitting device formed using the same are known (see Patent Document 5).

特開2003−258308号公報JP 2003-258308 A 特開2012−229289号公報JP 2012-229289 A 特許第4971630号公報Japanese Patent No. 4971630 特開2007−169452号公報JP 2007-169252 A 特開2008−260930号公報JP 2008-260930 A

しかしながら、特許文献2記載のように、蛍光体粒子とセラミックス微粒子をスラリーとした後、乾燥させて溶媒を除去し、さらに熱処理してセラミックス微粒子による被覆層を形成することや、特許文献3や4記載のように、蛍光体粒子に酸化膜を被覆させるには、被膜形成の工程を独立して行い、被覆された蛍光体粒子を一旦単離しなければならない。したがって、光変換部材を製造するためには、蛍光体粒子の形成とは全く独立して、光変換部材の製造工程を行うため、製造工程に手間がかかり、コストも余計にかかってしまっていた。   However, as described in Patent Document 2, after making phosphor particles and ceramic fine particles into a slurry, drying is performed to remove the solvent, and heat treatment is performed to form a coating layer of ceramic fine particles. As described, in order to coat the phosphor particles with the oxide film, it is necessary to perform the film forming step independently and to isolate the coated phosphor particles once. Therefore, in order to manufacture the light conversion member, the manufacturing process of the light conversion member is performed completely independently of the formation of the phosphor particles, so that the manufacturing process is troublesome and the cost is excessive. .

また、特許文献5記載のものは蛍光体粒子の沈降を防止し、製造時の作業性を改善するものであるが、蛍光体粒子の表面にナノ粒子を吸着させることや、それにより蛍光体の失活を抑制する点については記載も示唆もされていない。   Moreover, although the thing of patent document 5 prevents sedimentation of a fluorescent substance particle and improves workability | operativity at the time of manufacture, a nanoparticle is made to adsorb | suck to the surface of a fluorescent substance particle, and, thereby, a fluorescent substance's There is no description or suggestion on the point of suppressing deactivation.

そこで、上記問題に鑑み、本発明は、光変換部材の製造工程を簡素化し、手間やコストを低減できるとともに、光変換部材の製造時における蛍光体の失活を有効に防止できる光変換部材の製造方法およびその方法により製造された光変換部材の提供を目的とする。   Therefore, in view of the above problems, the present invention provides a light conversion member that can simplify the manufacturing process of the light conversion member, reduce labor and cost, and can effectively prevent phosphor deactivation during the production of the light conversion member. An object is to provide a manufacturing method and a light conversion member manufactured by the method.

本発明者らが鋭意検討した結果、光変換部材の製造において、所定のナノフィラーを混練した混練物を使用することで蛍光体の失活を抑制し、発光変換効率を高率に維持可能であることを見出し、本発明を完成するに到った。   As a result of intensive studies by the present inventors, it is possible to suppress the deactivation of the phosphor by using a kneaded material kneaded with a predetermined nanofiller in the production of the light conversion member, and to maintain the luminescence conversion efficiency at a high rate. As a result, the present invention has been completed.

すなわち、本発明の光変換部材の製造方法は、ガラス粉末、蛍光体粒子および50%粒径D50が50nm以下のナノフィラーを混練して混練物とする混練工程と、得られた混練物を所望の形状に成形し焼成する焼成工程と、を有することを特徴とする。 That is, the method for producing a light conversion member of the present invention includes a kneading step of kneading glass powder, phosphor particles, and a nano filler having a 50% particle size D50 of 50 nm or less to obtain a kneaded product, and the obtained kneaded product. And a firing step of forming and firing in a desired shape.

本発明の光変換部材は、蛍光体粒子を分散して含有するガラスからなる光変換部材であって、前記蛍光体粒子の表面に、50%粒径が50nm以下のナノフィラーが吸着されており、その吸着率が20〜80%であることを特徴とする。ここで吸着率が20〜80%とは、蛍光体粒子の表面のうちナノフィラーの吸着している部分の面積が20〜80%である、ことを意味する。   The light conversion member of the present invention is a light conversion member made of glass containing dispersed phosphor particles, and a nanofiller having a 50% particle size of 50 nm or less is adsorbed on the surface of the phosphor particles. The adsorption rate is 20 to 80%. Here, the adsorption rate of 20 to 80% means that the area of the portion where the nanofiller is adsorbed on the surface of the phosphor particles is 20 to 80%.

また、本発明の照明光源は、本発明の光変換部材と、該光変換部材を通して外部へ光を照射可能な光源と、を有することを特徴とする。
また、本発明の液晶表示装置は、液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルを照明するバックライトと、を備えた液晶表示装置であって、前記バックライトとして、本発明の光変換部材および前記光変換部材を通して外部に光を照射可能な光源からなる照明光源を有することを特徴とする。
Moreover, the illumination light source of this invention has the light conversion member of this invention, and the light source which can irradiate light outside through this light conversion member, It is characterized by the above-mentioned.
The liquid crystal display device of the present invention is a liquid crystal display device comprising a liquid crystal display panel and a backlight for illuminating the liquid crystal display panel, wherein the light conversion member of the present invention and the light are used as the backlight. It has the illumination light source which consists of a light source which can irradiate light outside through a conversion member.

本発明の光変換部材の製造方法は、簡素な操作でありながら、ガラスと蛍光体粒子の相互作用を低減し、蛍光体の失活を効果的に抑制でき、光変換部材の製造時における手間とコストの低減を可能とするものである。   The method for producing a light conversion member of the present invention is a simple operation, but can reduce the interaction between the glass and the phosphor particles, and can effectively suppress the deactivation of the phosphor. And cost reduction.

本発明の光変換部材は、上記のように蛍光体の失活を効果的に防止できるものであり、光変換部材の発光変換効率を良好なものとできる。したがって、光変換部材の特性を安定させ、効率的に製造できる。   The light conversion member of the present invention can effectively prevent the phosphor from being deactivated as described above, and the light conversion efficiency of the light conversion member can be improved. Therefore, the characteristics of the light conversion member can be stabilized and efficiently manufactured.

本発明の光源照明は、本発明の光変換部材を使用するため、発光変換効率の良好な、安定した照明光が得られる。本発明の液晶表示装置は、その照明光源を適用しているため、発光変換効率が良好で、低消費電力が期待でき、さらに色再現性が高く、高精細な表現が可能である。   Since the light source illumination of the present invention uses the light conversion member of the present invention, stable illumination light with good light emission conversion efficiency can be obtained. Since the illumination light source is applied to the liquid crystal display device of the present invention, luminescence conversion efficiency is good, low power consumption can be expected, color reproducibility is high, and high-definition expression is possible.

以下、本発明の光変換部材の製造方法、光変換部材、照明光源および液晶表示装置について詳細に説明する。   Hereinafter, the manufacturing method of the light conversion member, light conversion member, illumination light source, and liquid crystal display device of the present invention will be described in detail.

(第1の実施形態)
<光変換部材の製造方法>
本実施形態の光変換部材は、ガラス粉末、蛍光体粒子およびナノフィラーの混合粉末の焼結体からなり、より具体的には、該混合粉末と樹脂および有機溶媒を混練して得られる混練物を焼成して得られる焼結体からなるものである。この光変換部材は、上記混練物を樹脂に塗工し、乾燥させて得られるグリーンシートを焼結して得られるガラスシートからなることが好ましい。なお、本明細書において上記樹脂および有機溶媒の混合物をビヒクルということもある。
(First embodiment)
<Method for producing light conversion member>
The light conversion member of the present embodiment is composed of a sintered body of a mixed powder of glass powder, phosphor particles and nanofiller, and more specifically, a kneaded product obtained by kneading the mixed powder, a resin and an organic solvent. It consists of a sintered body obtained by firing. This light conversion member is preferably composed of a glass sheet obtained by applying a green sheet obtained by applying the kneaded material to a resin and drying it. In the present specification, the mixture of the resin and the organic solvent may be referred to as a vehicle.

このように、焼結体として本光変換部材を製造するには、ガラス粉末、蛍光体粒子、ナノフィラー、樹脂および有機溶媒を混練して混練物とする混練工程と、得られた混練物を所望の形状に成形し、焼成して光変換部材とする焼成工程と、を順次行えばよい。この製造方法を説明するにあたって、まずは、使用する材料について説明する。   Thus, in order to produce this light conversion member as a sintered body, a kneading step of kneading glass powder, phosphor particles, nanofiller, resin and organic solvent to obtain a kneaded product, What is necessary is just to perform sequentially the baking process which shape | molds in a desired shape and bakes and makes it a light conversion member. In explaining this manufacturing method, first, materials to be used will be explained.

[光変換部材の材料]
(ガラス粉末)
ここで使用するガラス粉末は、従来、光変換部材として使用されている公知のものであれば特に限定されずに使用できる。また、そのガラス転移点Tg(以下、単に「Tg」ともいう)が300〜550℃であることが好ましい。ガラス転移点が550℃超では、光変換部材の製造工程中、焼成する際の温度が高くなり、ガラスと蛍光体が反応し、光変換部材の量子変換収率が低下するおそれがある。量子変換収率の低下を抑制するためには、ガラスのTgは、好ましくは520℃以下、より好ましくは500℃以下、さらに好ましくは480℃以下である。
[Material of light conversion member]
(Glass powder)
If the glass powder used here is a well-known thing conventionally used as a light conversion member, it can be used without being specifically limited. Moreover, it is preferable that the glass transition point Tg (henceforth only "Tg") is 300-550 degreeC. When the glass transition point exceeds 550 ° C., the temperature during firing during the manufacturing process of the light conversion member becomes high, and the glass and the phosphor may react to reduce the quantum conversion yield of the light conversion member. In order to suppress a decrease in quantum conversion yield, the Tg of the glass is preferably 520 ° C. or less, more preferably 500 ° C. or less, and further preferably 480 ° C. or less.

一方で、ガラス転移点Tgが300℃未満では焼成温度が低く、ガラスが流動する温度よりも脱灰温度の方が高くなるため、光変換部材中のカーボン含有量が多くなり、光変換部材の量子変換収率が低下するおそれがある。また、光変換部材の透過率が低下し、光源の発光効率が低くなるおそれがある。ガラス転移点Tgは、より好ましくは340℃以上、さらに好ましくは380℃以上である。なお、本明細書においてガラスのTgは、DTA曲線から算出されるものである。   On the other hand, if the glass transition point Tg is less than 300 ° C., the firing temperature is low, and the deashing temperature is higher than the temperature at which the glass flows, so the carbon content in the light conversion member increases, The quantum conversion yield may be reduced. In addition, the transmittance of the light conversion member is lowered, and the light emission efficiency of the light source may be lowered. The glass transition point Tg is more preferably 340 ° C. or higher, and further preferably 380 ° C. or higher. In this specification, Tg of glass is calculated from a DTA curve.

ここで使用するガラス組成は、Bi−B−ZnO系を主成分とすることが好ましい。中でも、酸化物基準のモル%表示で、Bi 5〜35%、B 10〜50%、ZnO 10〜48%、を含有し、BiとZnOの合量が15%以上70%未満であるガラスがより好ましい。 The glass composition used here preferably has a Bi 2 O 3 —B 2 O 3 —ZnO system as a main component. Among them, it contains 5 to 35% of Bi 2 O 3 , 10 to 50% of B 2 O 3 and 10 to 48% of ZnO in terms of mol% based on oxide, and the total amount of Bi 2 O 3 and ZnO is 15 % Or more and less than 70% is more preferable.

また、Bi 8〜35%、B 10〜45%、ZnO 15〜45%、を含有するガラスがさらに好ましい。 Further, Bi 2 O 3 8~35%, B 2 O 3 10~45%, 15~45% ZnO, more preferably glass containing.

このガラスは本質的に上記成分からなることが好ましいが、本発明の目的を損なわない範囲でその他の成分を含有していてもよい。以下、このガラスの各成分について説明する。   This glass preferably consists essentially of the above components, but may contain other components as long as the object of the present invention is not impaired. Hereinafter, each component of this glass is demonstrated.

Biは、ガラスの化学的耐久性を下げることなく、Tgを低くする、かつ屈折率を高くする成分である。Biの含有量は、5〜35%が好ましい。Biが5%未満では、ガラス粉末のTgが高くなり好ましくない。より好ましくは8%以上である。一方、35%超では、ガラスが不安定になり、結晶化しやすく焼結性を損ねるおそれがある。さらに、ガラスの吸収端が長波長側にシフトし、LED素子の青色光を吸収してしまう、また、屈折率が高くなり過ぎて蛍光体との屈折率差が大きくなり、LEDの発光効率が低くなるおそれがある。Biの含有量は、8〜35%がより好ましく、10〜35%がさらに好ましい。 Bi 2 O 3 is a component that lowers Tg and raises the refractive index without lowering the chemical durability of the glass. The content of Bi 2 O 3 is preferably 5 to 35%. If Bi 2 O 3 is less than 5%, the Tg of the glass powder increases, which is not preferable. More preferably, it is 8% or more. On the other hand, if it exceeds 35%, the glass becomes unstable and tends to be crystallized, which may impair the sinterability. In addition, the absorption edge of the glass shifts to the long wavelength side and absorbs the blue light of the LED element. Also, the refractive index becomes too high and the difference in refractive index from the phosphor increases, so that the luminous efficiency of the LED is increased. May be lowered. The content of Bi 2 O 3 is more preferably 8 to 35%, further preferably 10 to 35%.

は、ガラスのネットワークフォーマーであり、ガラスを安定化できる成分である。Bの含有量は、10〜50%が好ましい。Bの含有量が10%未満では、ガラスが不安定になり、結晶化しやすく、また、焼結性を損ねるおそれがある。一方で、Bの含有量が50%超では、ガラスの化学的耐久性が低下するおそれがある。Bの含有量は、10〜45%がより好ましく、15〜45%がさらに好ましい。 B 2 O 3 is a glass network former and is a component capable of stabilizing the glass. The content of B 2 O 3 is preferably 10 to 50%. If the content of B 2 O 3 is less than 10%, the glass becomes unstable, tends to be crystallized, and the sinterability may be impaired. On the other hand, if the content of B 2 O 3 exceeds 50%, the chemical durability of the glass may be lowered. The content of B 2 O 3 is more preferably 10 to 45%, further preferably 15 to 45%.

ZnOは、Tgを下げる、かつ屈折率を高くする成分である。ZnOの含有量は、10〜48%が好ましい。ZnOの含有量が48%超では、ガラス化し難くなり、ガラスの製造が困難になる。ZnOの含有量は、15〜48%がより好ましく、15〜45%がさらに好ましい。   ZnO is a component that lowers Tg and raises the refractive index. The content of ZnO is preferably 10 to 48%. If the ZnO content exceeds 48%, it will be difficult to vitrify, and it will be difficult to produce glass. The content of ZnO is more preferably 15 to 48%, further preferably 15 to 45%.

SiOは、ガラスの安定性を高くする成分である。SiOの含有量は、0〜35%が好ましい。SiOの含有量が、35%超では、Tgが高くなるおそれがある。SiOの含有量は、0〜30%がより好ましく、0〜20%がさらに好ましい。 SiO 2 is a component that increases the stability of the glass. The content of SiO 2 is preferably 0 to 35%. If the content of SiO 2 exceeds 35%, Tg may be high. The content of SiO 2 is more preferably 0 to 30%, further preferably 0 to 20%.

TeOは、Tgを下げ、屈折率を高くし、かつ液相温度を下げる成分である。TeOの含有量は、0〜20%が好ましい。TeOの含有量が20%超では、焼結性を損ねる、もしくは焼成時に蛍光体と反応して蛍光体を失活させるおそれがある。TeOの含有量は、16%以下がより好ましく、14%以下がさらに好ましく、12%以下が特に好ましい。 TeO 2 is a component that lowers Tg, raises the refractive index, and lowers the liquidus temperature. The content of TeO 2 is preferably 0 to 20%. If the TeO 2 content exceeds 20%, the sinterability may be impaired, or the phosphor may be deactivated by reacting with the phosphor during firing. The TeO 2 content is more preferably 16% or less, further preferably 14% or less, and particularly preferably 12% or less.

Alは化学的耐久性を向上させ、焼成時に蛍光体との反応を抑制する成分である。Alの含有量は、0〜4%が好ましい。Alの含有量が4%超では、Tgが高くなり過ぎる、液相温度を上げる、焼結性を損ねるおそれがある。Alの含有量は、3%以下がより好ましい。 Al 2 O 3 is a component that improves chemical durability and suppresses reaction with the phosphor during firing. The content of Al 2 O 3 is preferably 0 to 4%. If the content of Al 2 O 3 exceeds 4%, Tg may become too high, the liquidus temperature may be increased, and the sinterability may be impaired. The content of Al 2 O 3 is more preferably 3% or less.

CaO、SrO、MgOおよびBaOのアルカリ土類金属酸化物は、ガラスの安定性を高めるとともに、Tgを下げる成分である。アルカリ土類金属酸化物の合計量は、0〜20%が好ましい。この合計量が、20%超では、ガラスの安定性が低下する。より好ましくは、合計量は18%以下である。また、アルカリ土類金属酸化物としては、BaOが好ましい。   CaO, SrO, MgO, and BaO alkaline earth metal oxides are components that increase the stability of glass and lower Tg. The total amount of alkaline earth metal oxide is preferably 0 to 20%. If this total amount exceeds 20%, the stability of the glass is lowered. More preferably, the total amount is 18% or less. Further, BaO is preferable as the alkaline earth metal oxide.

MnOおよびCeOは、ガラス中で酸化剤として機能するため、含有することが好ましい。いずれもガラス中のBiの還元を防止できるため、この系のガラスを安定化できる。Biが還元されると、ガラスが着色するため、好ましくない。そのため、MnOおよびCeOの含有量はそれぞれ0〜1%が好ましい。含有量が1%超では、着色が大きくなるおそれがある。好ましくは0〜0.5%である。 Since MnO 2 and CeO 2 function as an oxidizing agent in the glass, it is preferable to contain them. In any case, reduction of Bi 2 O 3 in the glass can be prevented, so that this type of glass can be stabilized. Reduction of Bi 2 O 3 is not preferable because the glass is colored. Therefore, the content of MnO 2 and CeO 2 is preferably 0 to 1%. If the content exceeds 1%, coloring may increase. Preferably it is 0 to 0.5%.

LiO、NaOおよびKOのアルカリ金属酸化物は、Tgを下げる成分である。アルカリ金属酸化物の合計量は0〜15%が好ましい。上記合計量が15%超では、屈折率が低下し、ガラスの化学的耐久性が低下するおそれがある。より好ましくは0〜10%、さらに好ましくは0〜5%である。 The alkali metal oxides of Li 2 O, Na 2 O and K 2 O are components that lower Tg. The total amount of alkali metal oxides is preferably 0 to 15%. If the total amount exceeds 15%, the refractive index is lowered, and the chemical durability of the glass may be lowered. More preferably, it is 0-10%, More preferably, it is 0-5%.

ガラスは、内包泡を脱泡できるものをさらに含んでもよい。このようなものとしては、塩化銅のような酸化触媒性を持つ金属化合物や酸化アンチモンのような、価数変化により複数の酸化数を持てるような元素が挙げられる。これらの成分の含有量は、0〜15%が好ましい。   The glass may further include a glass that can degas the encapsulated foam. Examples of such elements include elements that can have a plurality of oxidation numbers by changing the valence, such as metal compounds having oxidation catalytic properties such as copper chloride and antimony oxide. The content of these components is preferably 0 to 15%.

ガラスの密度は3.5〜7.0g/cmであることが好ましい。この範囲を外れると蛍光体との比重差が大きくなり、蛍光体粒子がガラス粉末中に均一に分散されなくなり、光変換部材にした場合に変換効率が低下するおそれがある。密度はより好ましくは3.7〜6.5g/cm、さらに好ましくは4.1〜6.0g/cmである。 The density of the glass is preferably 3.5 to 7.0 g / cm 3 . Outside this range, the difference in specific gravity with the phosphor becomes large, and the phosphor particles are not uniformly dispersed in the glass powder, and conversion efficiency may be reduced when a light conversion member is used. The density is more preferably 3.7 to 6.5 g / cm 3 , and still more preferably 4.1 to 6.0 g / cm 3 .

ガラスの屈折率は、波長633nmにおいて、1.70〜2.20であることが好ましい。この範囲を外れると蛍光体粒子との屈折率差が大きくなり、光変換部材にした場合に変換効率が低下するおそれがある。屈折率はより好ましくは1.70〜2.10、さらに好ましくは1.75〜2.10である。   The refractive index of the glass is preferably 1.70 to 2.20 at a wavelength of 633 nm. If it is out of this range, the difference in refractive index from the phosphor particles becomes large, and there is a possibility that the conversion efficiency is lowered when the light conversion member is used. The refractive index is more preferably 1.70 to 2.10, still more preferably 1.75 to 2.10.

上記のような組成、特性を有するガラスを粉末状にして原料とする。ここで使用するガラス粉末は、上記したガラスの組成を満足するように公知のガラス粉末の複数種を混合して調製してもよいし、所定の熱特性を有するように成分を調合して混合し、電気炉などで溶融し、急冷して所定の組成を有するガラスとして製造しておき、これを粉砕し、分級して調製してもよい。   The glass having the above composition and characteristics is used as a raw material in powder form. The glass powder used here may be prepared by mixing a plurality of known glass powders so as to satisfy the above-mentioned glass composition, or by mixing and mixing components so as to have predetermined thermal characteristics. Then, it may be prepared by melting in an electric furnace or the like, rapidly cooling to produce glass having a predetermined composition, pulverizing and classifying it.

このときガラス粉末の50%粒径は2.0μm未満が好ましい。50%粒径が2.0μm以上では、蛍光体粒子がガラス粉末中に均一に分散されなくなり、光変換部材にした場合に光変換効率が低下したり、焼成時の収縮量が大きくなったりするおそれがある。50%粒径は、より好ましくは1.5μm以下、さらに好ましくは1.4μm以下である。   At this time, the 50% particle size of the glass powder is preferably less than 2.0 μm. When the 50% particle size is 2.0 μm or more, the phosphor particles are not uniformly dispersed in the glass powder, and the light conversion efficiency decreases when the light conversion member is used, and the amount of shrinkage during firing increases. There is a fear. The 50% particle size is more preferably 1.5 μm or less, and even more preferably 1.4 μm or less.

また、ガラス粉末の最大粒径Dmaxは、30μm以下が好ましい。最大粒径Dmaxが30μm超では、蛍光体粒子がガラス粉末中に均一に分散されにくくなり、光変換部材を製造した場合に、蛍光体の光変換効率を低下させたり、焼成時の収縮量が大きくなったりするおそれがある。Dmaxは、より好ましくは20μm以下、さらに好ましくは15μm以下である。 The maximum particle diameter Dmax of the glass powder is preferably 30 μm or less. When the maximum particle size D max is more than 30 μm, the phosphor particles are difficult to be uniformly dispersed in the glass powder, and when a light conversion member is produced, the light conversion efficiency of the phosphor is reduced, or the amount of shrinkage during firing May increase. D max is more preferably 20 μm or less, and still more preferably 15 μm or less.

なお、本明細書において、50%粒径は、レーザ回折式粒度分布測定により得られた粒度分布から、体積基準での積算%における50%値として算出した値(D50)であり、最大粒径Dmaxはレーザ回折式粒度分布測定により算出した最大粒径の値である。 In the present specification, the 50% particle size is a value (D 50 ) calculated as a 50% value in cumulative% on a volume basis from the particle size distribution obtained by laser diffraction particle size distribution measurement. The diameter Dmax is a value of the maximum particle diameter calculated by laser diffraction particle size distribution measurement.

(蛍光体粒子)
ここで使用する蛍光体粒子は、光源の波長を変換できるものであれば、その種類は限定されず、光変換部材に使用される公知の蛍光体粒子であればよい。このような蛍光体粒子としては、例えば、酸化物、窒化物、酸窒化物、硫化物、酸硫化物、ハロゲン化物、アルミン酸塩化物またはハロリン酸塩化物等が挙げられる。上記した蛍光体の中でも、青色の光を赤、緑または黄色に変換するものが好ましく、波長400〜500nmに励起帯を有し、波長500〜700nmに発光ピーク(λ)を有するものがより好ましい。
(Phosphor particles)
The phosphor particles used here are not limited as long as they can convert the wavelength of the light source, and may be any known phosphor particles used for the light conversion member. Examples of such phosphor particles include oxides, nitrides, oxynitrides, sulfides, oxysulfides, halides, aluminate chlorides, halophosphates, and the like. Among the phosphors described above, those that convert blue light into red, green, or yellow are preferable, and those that have an excitation band at a wavelength of 400 to 500 nm and have an emission peak (λ p ) at a wavelength of 500 to 700 nm are more preferable. preferable.

蛍光体は、光変換部材を通過する光が所望の色に変換されるのであれば、上記した化合物からなる群から選ばれる1以上の化合物を含有していればよく、複数種の化合物を混合して含有していてもよいし、いずれか1つを単独で含有していてもよい。色設計の容易さの観点から、いずれか1つを単独で含有することが好ましい。また、量子変換収率を高くする観点から、蛍光体は酸化物またはアルミン酸塩化物が好ましい。酸化物またはアルミン酸塩化物の蛍光体としては、ガーネット系結晶がより好ましい。ガーネット系結晶は耐水性や耐熱性に優れ、後述する製造工程を経る場合、スラリー中における失活や焼成中の失活が生じにくい。上記したガーネット系結晶としては、イットリウムとアルミニウムの複合酸化物(YAl12;以下、本明細書ではYAGと略す)や、ルテチウムとアルミニウムの複合酸化物(LuAl12;以下、本明細書ではLAGと略す)が挙げられる。 As long as the light passing through the light conversion member is converted into a desired color, the phosphor only needs to contain one or more compounds selected from the group consisting of the above-mentioned compounds, and a plurality of types of compounds are mixed. May be contained, or any one of them may be contained alone. From the viewpoint of ease of color design, it is preferable to contain any one of them. From the viewpoint of increasing the quantum conversion yield, the phosphor is preferably an oxide or aluminate chloride. The phosphor of oxide or aluminate chloride is more preferably a garnet crystal. The garnet crystal is excellent in water resistance and heat resistance, and when going through the manufacturing process described later, it is difficult for deactivation in the slurry and deactivation during firing. Examples of the garnet-based crystal include a composite oxide of yttrium and aluminum (Y 3 Al 5 O 12 ; hereinafter abbreviated as YAG in this specification), a composite oxide of lutetium and aluminum (Lu 3 Al 5 O 12 ; Hereinafter, it is abbreviated as LAG in this specification.

また、合成光に赤色成分を含有させる場合には、青色光を赤色に変換可能な蛍光体として(Ca(Sr)AlSiN)等のCASN系結晶やSiAlON系結晶からなる蛍光体を含有させることが好ましい。 In addition, when a red component is included in the synthesized light, a phosphor made of CASN crystal such as (Ca (Sr) AlSiN 3 ) or SiAlON crystal is included as a phosphor capable of converting blue light into red. Is preferred.

蛍光体粒子の50%粒径D50は、1〜30μmが好ましい。蛍光体粒子の50%粒径が1μm未満であると、蛍光体粒子の比表面積が大きくなり、失活しやすくなるおそれがある、または、蛍光体粒子同士が凝集しやすくなり、光の変換効率が低下するおそれがある。この50%粒径は、より好ましくは3μm以上、さらに好ましくは5μm以上、特に好ましくは7μm以上である。一方、蛍光体粒子の50%粒径が30μm超では、光変換部材中で分散性が悪くなり、光の変換効率が低下すると共に、色度ムラが生じるおそれがある。そのため、50%粒径は、より好ましくは20μm以下、さらに好ましくは15μm以下である。 The 50% particle diameter D 50 of the phosphor particles is preferably 1 to 30 μm. If the 50% particle diameter of the phosphor particles is less than 1 μm, the specific surface area of the phosphor particles is increased, and the phosphor particles may be easily deactivated, or the phosphor particles are likely to aggregate with each other, and the light conversion efficiency May decrease. The 50% particle size is more preferably 3 μm or more, further preferably 5 μm or more, and particularly preferably 7 μm or more. On the other hand, if the 50% particle size of the phosphor particles is more than 30 μm, the dispersibility in the light conversion member is deteriorated, the light conversion efficiency is lowered, and chromaticity unevenness may occur. Therefore, the 50% particle size is more preferably 20 μm or less, and even more preferably 15 μm or less.

(ナノフィラー)
ここで使用されるナノフィラーは、その50%粒径が50nm以下の微細な無機粒子である。このようなナノフィラーを使用することで、光変換部材の製造過程において蛍光体粒子の表面にナノフィラーを吸着させ、蛍光体粒子とガラス材料とが相互作用することで蛍光体が失活等するのを抑制する。このナノフィラーの50%粒径が50nmを超えると、光の透過率に悪影響を与えるおそれがある。また、下限値は特に限定されないが、小さくなりすぎると凝集しやすくなり、光変換部材中に2次粒子が存在し、これが光の透過率に悪影響を与えるおそれがあることから2nm以上が好ましい。
(Nano filler)
The nanofiller used here is fine inorganic particles having a 50% particle size of 50 nm or less. By using such a nanofiller, the nanofiller is adsorbed on the surface of the phosphor particles in the manufacturing process of the light conversion member, and the phosphor is deactivated by the interaction between the phosphor particles and the glass material. To suppress. If the 50% particle size of the nanofiller exceeds 50 nm, the light transmittance may be adversely affected. Further, the lower limit is not particularly limited, but is preferably 2 nm or more because it tends to aggregate when it is too small, and secondary particles are present in the light conversion member, which may adversely affect the light transmittance.

このナノフィラーとしては、光変換部材の製造時における焼成温度に対して耐熱性を有し、かつ蛍光体に吸着しやすいものが好ましく、例えば、シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、マグネシア等が挙げられ、これらのうち少なくとも1種以上を含有していればよい。   As this nanofiller, those having heat resistance to the firing temperature at the time of production of the light conversion member and being easily adsorbed to the phosphor are preferable, and examples thereof include silica, alumina, titania, zirconia, magnesia and the like. Of these, at least one or more may be contained.

(樹脂および有機溶媒)
そして、ここで使用される樹脂としては、エチルセルロース、ニトロセルロース、アクリル樹脂、酢酸ビニル、ブチラール樹脂、メラミン樹脂、アルキッド樹脂またはロジン樹脂などを使用できる。また、上記有機溶媒としては、芳香族炭化水素、脂肪族炭化水素、アルコール、エーテル、ケトンまたはエステル類などを使用できる。なお、グリーンシートの強度向上のためには、ビヒクルに、ブチラール樹脂、メラミン樹脂、アルキッド樹脂またはロジン樹脂などを含有することが好ましい。
(Resin and organic solvent)
As the resin used here, ethyl cellulose, nitrocellulose, acrylic resin, vinyl acetate, butyral resin, melamine resin, alkyd resin, rosin resin, or the like can be used. As the organic solvent, aromatic hydrocarbons, aliphatic hydrocarbons, alcohols, ethers, ketones or esters can be used. In order to improve the strength of the green sheet, the vehicle preferably contains a butyral resin, a melamine resin, an alkyd resin, a rosin resin, or the like.

次に、本実施形態の光変換部材の製造方法における各工程について説明する。
[混練工程]
本実施形態における混練工程は、上記したガラス粉末、蛍光体粒子、ナノフィラー、樹脂および有機溶媒を混練してスラリー状の混練物とするもので、これら原料を均一に混練できればよい。この混練にあたっては、公知の混練方法、例えば、ディゾルバー、ホモミキサー、ニーダー、ロールミル、サンドミル、アトライター、ボールミル、バイブレーターミル、高速インペラーミル、超音波ホモジナイザー、振とう機等を使用した混練を行えばよい。
Next, each process in the manufacturing method of the light conversion member of this embodiment is demonstrated.
[Kneading process]
The kneading step in the present embodiment involves kneading the above glass powder, phosphor particles, nanofiller, resin and organic solvent into a slurry-like kneaded material, as long as these raw materials can be uniformly kneaded. In this kneading, a known kneading method, for example, kneading using a dissolver, homomixer, kneader, roll mill, sand mill, attritor, ball mill, vibrator mill, high-speed impeller mill, ultrasonic homogenizer, shaker, etc. Good.

なお、この混練にあたっては、蛍光体粒子の表面にナノフィラーが所定量吸着するように行えばよく、その混練方法は問わない。すなわち、ガラス粉末、蛍光体粒子およびナノフィラーを全て同時に混練してもよいし、まず蛍光体粒子およびナノフィラーを混練する1次混練工程を行い、次いで、ガラス粉末を添加し混練する2次混練工程を行うようにしてもよい。
蛍光体粒子の表面にナノフィラーを効果的に吸着させることができる点では、1次混練と2次混練を順番に2段階で行う混練方法が好ましい。この場合、1次混錬では、蛍光体粒子、ナノフィラーに、溶媒を加えて混錬することが好ましい。またビヒクルを1次混錬または2次混錬で加えてもよい。
In this kneading, the nanofiller may be adsorbed to a predetermined amount on the surface of the phosphor particles, and the kneading method is not limited. That is, the glass powder, the phosphor particles and the nanofiller may all be kneaded at the same time, or the primary kneading step of kneading the phosphor particles and the nanofiller is performed first, and then the secondary kneading is performed by adding the glass powder and kneading. You may make it perform a process.
A kneading method in which primary kneading and secondary kneading are sequentially performed in two stages is preferable in that the nanofiller can be effectively adsorbed on the surface of the phosphor particles. In this case, in the primary kneading, it is preferable to knead the phosphor particles and nanofillers by adding a solvent. Further, the vehicle may be added by primary kneading or secondary kneading.

上記成分を混練する際、蛍光体粒子、ナノフィラーおよびガラス粉末の合計量を100%としたとき、混合粉末中の各成分の含有量は、体積分率で、蛍光体粒子が1〜40%、ナノフィラーが0.6〜6.5%、ガラス粉末が53.5〜98.4%とするのが好ましい。   When kneading the above components, when the total amount of the phosphor particles, nanofiller and glass powder is 100%, the content of each component in the mixed powder is the volume fraction, and the phosphor particles are 1 to 40%. The nano filler is preferably 0.6 to 6.5%, and the glass powder is preferably 53.5 to 98.4%.

蛍光体粒子を1%以上、ガラス粉末を98.4%以下で含有すれば、量子変換収率を高くでき、入射光を効率的に変換でき、所望の色の光が得られる。蛍光体粒子の体積分率は、より好ましくは5%以上、さらに好ましくは7%以上、特に好ましくは10%以上である。ガラス粉末の体積分率は、より好ましくは91%以下、さらに好ましくは87%以下、特に好ましくは83%以下である。   If phosphor particles are contained at 1% or more and glass powder at 98.4% or less, the quantum conversion yield can be increased, incident light can be efficiently converted, and light of a desired color can be obtained. The volume fraction of the phosphor particles is more preferably 5% or more, further preferably 7% or more, and particularly preferably 10% or more. The volume fraction of the glass powder is more preferably 91% or less, further preferably 87% or less, and particularly preferably 83% or less.

蛍光体粒子の体積分率が40%超で、ガラス粉末の体積分率が53.5%未満では、蛍光体粒子とガラス粉末の混合体の焼結性を損ね、さらに光変換部材の透過率が低くなるおそれがある。また、変換される蛍光色の光が多くなり、所望の色の光が得られないおそれがある。蛍光体粒子の体積分率は、より好ましくは35%以下、さらに好ましくは30%以下、特に好ましくは25%以下である。ガラス粉末の体積分率は、より好ましくは55%以上、さらに好ましくは60%以上、特に好ましくは65%以上である。   When the volume fraction of the phosphor particles is more than 40% and the volume fraction of the glass powder is less than 53.5%, the sinterability of the mixture of the phosphor particles and the glass powder is impaired, and the transmittance of the light conversion member is further reduced. May be low. Moreover, there is a possibility that light of a desired color cannot be obtained due to an increase in converted fluorescent light. The volume fraction of the phosphor particles is more preferably 35% or less, still more preferably 30% or less, and particularly preferably 25% or less. The volume fraction of the glass powder is more preferably 55% or more, further preferably 60% or more, and particularly preferably 65% or more.

また、ナノフィラーの体積分率が0.6%以上であると、蛍光体粒子のガラスとの相互作用を有効に抑制し、蛍光体の失活を抑制でき好ましい。ナノフィラーの体積分率は、より好ましくは0.8%以上、さらに好ましくは1.0%以上、特に好ましくは1.2%以上である。また、ナノフィラーの体積分率が6.5%超となると、蛍光体粒子の表面に存在する以外に、ガラス中に分散するナノフィラーの量が多くなり、さらに、ナノフィラーの凝集体が生じやすくなってしまい、光変換部材の透過率が低下するおそれがある。ナノフィラーの体積分率は、好ましくは6.0%以下、より好ましくは5.5%以下、さらに好ましくは5.0%以下、特に好ましくは4.5%以下である。   Moreover, it is preferable that the volume fraction of the nanofiller is 0.6% or more because the interaction of the phosphor particles with the glass can be effectively suppressed and the deactivation of the phosphor can be suppressed. The volume fraction of the nanofiller is more preferably 0.8% or more, further preferably 1.0% or more, and particularly preferably 1.2% or more. Moreover, when the volume fraction of the nanofiller exceeds 6.5%, in addition to being present on the surface of the phosphor particles, the amount of the nanofiller dispersed in the glass is increased, and an aggregate of nanofillers is generated. It becomes easy, and there exists a possibility that the transmittance | permeability of a light conversion member may fall. The volume fraction of the nanofiller is preferably 6.0% or less, more preferably 5.5% or less, still more preferably 5.0% or less, and particularly preferably 4.5% or less.

なお、樹脂および有機溶剤からなるビヒクルは、上記混合粉末に対して、次の成形工程で所定形状に成形可能な程度の粘度となる量を混合してスラリー状の混練物とすればよい。   The vehicle composed of the resin and the organic solvent may be made into a slurry-like kneaded material by mixing the above mixed powder with an amount of viscosity that can be molded into a predetermined shape in the next molding step.

[焼成工程]
本発明における焼成工程は、上記混練工程で得られた混練物を、所望の形状に成形した後、焼成するものである。まず、成形方法としては、所望の形状が付与できれば、特に制限されるものではなく、例えば、プレス成形法、ロール成形法、ドクターブレード成形法などの公知の方法が挙げられる。ドクターブレード成形法で得られるグリーンシートは、均一な膜厚の光変換部材を大面積で効率よく製造できるため好ましい。
[Baking process]
The firing step in the present invention involves firing the kneaded product obtained in the kneading step into a desired shape and then firing. First, the molding method is not particularly limited as long as a desired shape can be imparted, and examples thereof include known methods such as a press molding method, a roll molding method, and a doctor blade molding method. A green sheet obtained by a doctor blade molding method is preferable because a light conversion member having a uniform film thickness can be efficiently produced in a large area.

グリーンシートは、例えば、以下の工程で製造できる。ガラス粉末、蛍光体粒子およびナノフィラーをビヒクルに混練し、脱泡してスラリー状の混練物を得る。得られた混練物をドクターブレード法により、樹脂上に塗工し、乾燥する。乾燥後、所望の大きさに切り出し、透明樹脂を剥がして、シート状の混練物を得る。これをグリーンシートとも呼ぶ。さらに、これらをプレスし、積層体にすることで、所望の厚みの成形体を確保できる。   The green sheet can be manufactured, for example, by the following process. Glass powder, phosphor particles and nanofiller are kneaded in a vehicle and defoamed to obtain a slurry-like kneaded product. The obtained kneaded material is coated on a resin by a doctor blade method and dried. After drying, the sheet is cut into a desired size and the transparent resin is peeled off to obtain a sheet-like kneaded product. This is also called a green sheet. Furthermore, by pressing these to form a laminate, a molded body having a desired thickness can be secured.

ここで、スラリー状の混練物を塗工する樹脂としては、剥離性を有するものであれば、特に限定されない。また、検査のしやすさから透明であることが好ましい。さらに、均一な膜厚のグリーンシートが得られるように、均一な厚さであることが好ましく、PETフィルムのようなフィルム状の透明樹脂などが挙げられる。   Here, the resin for applying the slurry-like kneaded material is not particularly limited as long as it has releasability. Moreover, it is preferable that it is transparent from the viewpoint of ease of inspection. Furthermore, it is preferable that the thickness is uniform so that a green sheet having a uniform thickness can be obtained, and examples thereof include a film-like transparent resin such as a PET film.

次に、得られた混練物を焼成するが、この焼成は、混合粉末を焼結させて、その表面にナノフィラーが吸着してなる蛍光体粒子を分散して含有するガラスを得るものであり、公知の焼成方法によりガラス体を製造すればよい。   Next, the obtained kneaded product is fired. This firing is to sinter the mixed powder to obtain glass containing dispersed phosphor particles formed by adsorbing nanofillers on the surface. What is necessary is just to manufacture a glass body with a well-known baking method.

焼成工程は焼成してガラス体とできれば、その条件は特に限定されないが、焼成温度は、400〜650℃の範囲が、焼成時間は1〜10時間の範囲が好ましい。本発明の光変換部材の製造方法において、上記範囲外で実施すると、光変換部材の量子変換収率が低下するおそれがある。   As long as the firing step can be performed to form a glass body, the conditions are not particularly limited, but the firing temperature is preferably in the range of 400 to 650 ° C., and the firing time is preferably in the range of 1 to 10 hours. In the manufacturing method of the light conversion member of this invention, when implemented outside the said range, there exists a possibility that the quantum conversion yield of a light conversion member may fall.

このようにして得られる光変換部材は、ガラス中に蛍光体粒子が分散してなり、その蛍光体粒子表面にはナノフィラーが吸着してなり、このナノフィラーがガラスとの相互作用による蛍光体の失活を抑制した、特性の安定したものとして得られる。なお、ナノフィラーの全てが蛍光体粒子表面に吸着している必要は必ずしもなく、一部はガラス中に分散されていてもよい。   The light conversion member thus obtained has phosphor particles dispersed in glass, and nanofillers are adsorbed on the surfaces of the phosphor particles, and the nanofillers are phosphors due to interaction with glass. It can be obtained as a stable characteristic in which the deactivation is suppressed. Note that it is not always necessary that all of the nanofillers are adsorbed on the surface of the phosphor particles, and some of them may be dispersed in the glass.

また、このように優れた特性の光変換部材を、従来のように蛍光体粒子の表面を被覆する工程を経ずに、原料の混合操作という非常に簡便な操作だけで達成することができる。この原料の混合操作は、従来の光変換部材で使用する機材をそのまま使用できるものでもあるため、本発明の光変換部材の製造方法は、光変換部材を低コストで容易かつ簡便な操作で製造可能となる非常に優れた発明である。   In addition, the light conversion member having such excellent characteristics can be achieved only by a very simple operation of mixing raw materials without going through the step of coating the surface of the phosphor particles as in the prior art. Since the mixing operation of the raw materials can be used as it is with the equipment used in the conventional light conversion member, the light conversion member manufacturing method of the present invention can manufacture the light conversion member at low cost with an easy and simple operation. It is a very good invention that is possible.

<光変換部材>
次に本実施形態の光変換部材について説明する。この光変換部材は、上記の製造方法により得られるものであり、蛍光体粒子を分散して含有するガラスからなり、さらに、該ガラス中に分散する蛍光体粒子の表面にはナノフィラーが吸着してなるものである。このような光変換部材は、光源から発せられた光の一部を透過し、残部の光の波長を変換し、透過する光と波長を変換した光とを合成することにより、所望の色度を有する光を外部へ照射可能とする。この光変換部材は、青色光源を白色に変換するための光変換部材として特に有用である。また、ここで使用する光源としてはLED発光素子が好ましい。
<Light conversion member>
Next, the light conversion member of this embodiment will be described. This light conversion member is obtained by the production method described above, and is made of glass containing phosphor particles dispersed therein. Further, nanofillers are adsorbed on the surfaces of the phosphor particles dispersed in the glass. It will be. Such a light conversion member transmits a part of the light emitted from the light source, converts the wavelength of the remaining light, and synthesizes the transmitted light and the light having the converted wavelength, thereby obtaining a desired chromaticity. Can be irradiated to the outside. This light conversion member is particularly useful as a light conversion member for converting a blue light source into white. Moreover, as a light source used here, an LED light emitting element is preferable.

ここで、本実施形態の光変換部材は、上記のようにガラス中に、その表面にナノフィラーが吸着した蛍光体粒子が分散してなるものであるが、ナノフィラーの一部が蛍光体粒子に吸着し、一部がガラス中に分散して存在する。このとき、蛍光体粒子の表面に吸着しているナノフィラーの吸着率は、20〜80%が好ましい。20%未満であると吸着量が少ないためガラスとの相互作用により、蛍光体の失活が生じるおそれがある。より好ましくは25%以上、さらに好ましくは30%以上である。80%を超えると、使用するナノフィラーの量が多くなり、ガラス中に分散するナノフィラー量が増え、光変換部材の光透過率が低減するおそれがある。より好ましくは75%以下、さらに好ましくは70%以下である。   Here, the light conversion member of the present embodiment is formed by dispersing phosphor particles having nanofillers adsorbed on the surface thereof in glass as described above, but a part of the nanofillers is phosphor particles. Partly dispersed in the glass. At this time, the adsorption rate of the nanofiller adsorbed on the surface of the phosphor particles is preferably 20 to 80%. If it is less than 20%, the amount of adsorption is small, and the phosphor may be deactivated by interaction with glass. More preferably, it is 25% or more, and more preferably 30% or more. If it exceeds 80%, the amount of nanofiller to be used increases, the amount of nanofiller dispersed in the glass increases, and the light transmittance of the light conversion member may be reduced. More preferably, it is 75% or less, More preferably, it is 70% or less.

なお、本明細書において、蛍光体表面におけるナノフィラーの吸着率は、光変換部材の割断面のSEM写真において、蛍光体/ガラス界面の周の長さに対するナノフィラーの吸着部分の長さの割合が蛍光体表面の全面において一様だと仮定し、サンプリングした少なくとも3つ以上の蛍光体粒子における上記割合の平均値として算出されるものである。このとき、割断面における蛍光体粒子の粒子径を(長径+短径)/2として算出し、この粒子径が、使用した蛍光体粒子の50%粒径の±10%以内となる蛍光体粒子断面を選択し、その蛍光体/ガラス界面の周の長さを画像処理により算出する。また、ナノフィラーの吸着部分の長さは、蛍光体/ガラス界面の周上に存在している(SEM写真上は蛍光体/ガラス界面と重なり界面を隠している)ナノフィラーを吸着していると定義し、その吸着しているナノフィラーの箇所を選択し、蛍光体/ガラス界面の周の長さ同様、画像処理により吸着部分の長さ(SEM写真上、蛍光体/ガラス界面と重なっている長さ)を算出する。   In addition, in this specification, the adsorption rate of the nano filler on the phosphor surface is the ratio of the length of the adsorbed portion of the nano filler to the circumference of the phosphor / glass interface in the SEM photograph of the fractured surface of the light conversion member. Is calculated as an average value of the above ratios of at least three or more sampled phosphor particles. At this time, the particle diameter of the phosphor particles in the section is calculated as (major axis + minor axis) / 2, and the particle diameter is within ± 10% of the 50% particle diameter of the phosphor particles used. A cross section is selected, and the circumference of the phosphor / glass interface is calculated by image processing. In addition, the length of the adsorption part of the nanofiller exists on the periphery of the phosphor / glass interface (on the SEM photograph, it overlaps with the phosphor / glass interface and hides the interface) and adsorbs the nanofiller. And the location of the adsorbed nanofiller is selected, and the length of the adsorbed portion is overlapped with the phosphor / glass interface by image processing as well as the circumference of the phosphor / glass interface. Length).

この光変換部材の量子変換収率は80%以上が好ましい。量子変換収率が80%未満では、所望の色を得るために、光変換部材の厚みを大きくしなければならない。厚みが大きくなると、光変換部材の透過率が低下するおそれがある。光変換部材の量子変換収率は、より好ましくは85%以上、さらに好ましくは90%以上である。なお、上記量子変換収率は、励起光を照射した時の、発光としてサンプルから放出されたフォトン数と、サンプルにより吸収されたフォトン数との比率で表される。上記フォトン数は、積分球法で測定する。   The quantum conversion yield of this light conversion member is preferably 80% or more. If the quantum conversion yield is less than 80%, the thickness of the light conversion member must be increased in order to obtain a desired color. When the thickness is increased, the transmittance of the light conversion member may be reduced. The quantum conversion yield of the light conversion member is more preferably 85% or more, and still more preferably 90% or more. The quantum conversion yield is expressed as a ratio of the number of photons emitted from the sample as light emission when irradiated with excitation light and the number of photons absorbed by the sample. The number of photons is measured by the integrating sphere method.

この光変換部材は、量子変換収率が高く保持できるので、光変換部材を薄くしても、上記した光変換部材の機能を発揮できる。光変換部材の厚みは50〜500μmが好ましい。光変換部材の厚みが50μm以上では、光変換部材のハンドリングが容易になり、特に所望の大きさにカットする際に光変換部材の割れを抑制できる。光変換部材の厚みは、より好ましくは80μm以上、さらに好ましくは100μm以上、特に好ましくは120μm以上である。光変換部材の厚みが500μm以下であれば、光変換部材を透過する全光束量を高く維持できる。光変換部材の厚みは、好ましくは400μm以下、さらに好ましくは300μm以下、特に好ましくは250μm以下である。   Since this light conversion member can maintain a high quantum conversion yield, even if the light conversion member is thinned, the above-described function of the light conversion member can be exhibited. The thickness of the light conversion member is preferably 50 to 500 μm. When the thickness of the light conversion member is 50 μm or more, handling of the light conversion member becomes easy, and cracking of the light conversion member can be suppressed particularly when cutting to a desired size. The thickness of the light conversion member is more preferably 80 μm or more, further preferably 100 μm or more, and particularly preferably 120 μm or more. If the thickness of the light conversion member is 500 μm or less, the total light flux transmitted through the light conversion member can be maintained high. The thickness of the light conversion member is preferably 400 μm or less, more preferably 300 μm or less, and particularly preferably 250 μm or less.

なお、用いる蛍光体が著しく高価な場合、光変換部材に含有させる蛍光体量を極力抑えたいため、全光束量を犠牲にしても光変換部材の厚みを大きくして光変換効率を担保させる可能性があり、その場合、全光束量と光変換効率のバランスをとって、光変換部材の厚みを250〜500μmの間で選択することがある。   If the phosphor to be used is extremely expensive, the amount of the phosphor to be contained in the light conversion member is to be suppressed as much as possible. Therefore, even if the total amount of light flux is sacrificed, the thickness of the light conversion member can be increased to ensure the light conversion efficiency. In such a case, the thickness of the light conversion member may be selected between 250 and 500 μm by balancing the total luminous flux and the light conversion efficiency.

この光変換部材の平面形状は特に限定されない。例えば、光変換部材が光源と接して使用される場合、光源からの光の漏れを防ぐために、光変換部材の形状は光源の形状に合わせて製造される。光源は矩形状または円状が一般的であるため、光変換部材も矩形状または円状が好ましい。また、この光変換部材は板状、すなわち断面形状は矩形状が好ましい。光変換部材内で板厚にばらつきが小さいほど、面内の色のばらつきを小さくできるため好ましい。   The planar shape of the light conversion member is not particularly limited. For example, when the light conversion member is used in contact with the light source, the shape of the light conversion member is manufactured according to the shape of the light source in order to prevent light leakage from the light source. Since the light source is generally rectangular or circular, the light conversion member is also preferably rectangular or circular. The light conversion member is preferably plate-shaped, that is, the cross-sectional shape is rectangular. The smaller the variation in the plate thickness within the light conversion member, the smaller the in-plane color variation, which is preferable.

(第2の実施形態)
本発明の第2の実施形態について以下説明する。この第2の実施形態では、粉末原料としてガラス粉末、蛍光体粒子およびナノフィラーに、さらに耐熱フィラーを添加混合する以外は、第1の実施形態と同一の構成である。以下、この相違点についてのみ説明する。
(Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention will be described below. This second embodiment has the same configuration as that of the first embodiment except that a heat resistant filler is further added to and mixed with glass powder, phosphor particles and nanofillers as powder raw materials. Only this difference will be described below.

ここで使用される耐熱フィラーは、その50%粒径D50と波長633nmにおけるその屈折率nとの関係式[D50/n]が2〜20である耐熱フィラーである。このような耐熱フィラーをガラス中に含有させることで、光変換部材を製造する際に、焼成時に生じる収縮を抑制し、光変換部材中の蛍光体粒子の均一分散性を良好に保持できる。この耐熱フィラーにおける上記の関係式[D50/n]が2未満であると、光源の光を散乱しやすくなり光変換部材の光の透過率が低下する傾向があり、20を超えるとガラス中への分散性が低下し、収縮を均一に抑制できなくなるおそれがある。この関係式[D50/n]は好ましくは3〜18、より好ましくは4〜15の範囲である。 The heat-resistant filler used here is a heat-resistant filler having a relational expression [D 50 / n] of 2 to 20 between the 50% particle diameter D 50 and the refractive index n at a wavelength of 633 nm. By including such a heat-resistant filler in the glass, when the light conversion member is produced, shrinkage that occurs during firing can be suppressed, and the uniform dispersibility of the phosphor particles in the light conversion member can be favorably maintained. If the relational expression [D 50 / n] in this heat-resistant filler is less than 2, the light from the light source tends to be scattered, and the light transmittance of the light conversion member tends to decrease. The dispersibility of the resin may decrease, and shrinkage may not be suppressed uniformly. This relational expression [D 50 / n] is preferably in the range of 3 to 18, more preferably 4 to 15.

この耐熱フィラーの50%粒径D50は5〜30μmが好ましい。5μm未満であると光源の光を散乱しやすくなり光変換部材の光の透過率が低下するおそれがあり、30μmを超えると光変換部材中の耐熱フィラーの分散性が低下し、焼成時における収縮を十分に抑制できなくなるおそれがある。この50%粒径D50は、より好ましくは6〜25μm、さらに好ましくは8〜22μmである。 The heat 50% particle diameter D 50 of the filler is 5~30μm is preferred. If it is less than 5 μm, light from the light source tends to be scattered and the light transmittance of the light conversion member may be reduced. If it exceeds 30 μm, the dispersibility of the heat-resistant filler in the light conversion member is reduced, and shrinkage during firing is caused. May not be sufficiently suppressed. The 50% particle size D 50 is more preferably 6 to 25 μm, still more preferably 8 to 22 μm.

また、波長633nmにおける、この耐熱フィラーの屈折率nは1.5〜2.5が好ましい。屈折率が当該範囲から外れると、ガラスとの屈折率差が大きくなるため、耐熱フィラーとガラスの界面での屈折が大きくなって光源の光を散乱しやすくなり光変換部材の光の透過率が低下するおそれがある。この耐熱フィラーの屈折率nは、より好ましくは1.6〜2.3、さらに好ましくは1.7〜2.2である。   Further, the refractive index n of the heat resistant filler at a wavelength of 633 nm is preferably 1.5 to 2.5. If the refractive index is out of the range, the difference in refractive index from the glass increases, so that the refraction at the interface between the heat-resistant filler and the glass increases and the light from the light source is easily scattered, and the light transmittance of the light conversion member is increased. May decrease. The refractive index n of the heat resistant filler is more preferably 1.6 to 2.3, and still more preferably 1.7 to 2.2.

また、この耐熱フィラーは、光変換部材の製造時における焼成温度に対して耐熱性を有するものであればよく、例えば、アルミナ、ジルコニア、マグネシア等が挙げられ、これらのうち少なくとも1種以上を含有していればよい。   Moreover, this heat-resistant filler should just have heat resistance with respect to the calcination temperature at the time of manufacture of a light conversion member, for example, an alumina, a zirconia, magnesia etc. are mentioned, Among these, at least 1 type or more is contained. If you do.

なお、耐熱フィラーの屈折率は、そのバルク体を用い、波長633nmの光に対する屈折率nを、メトリコン社製モデル2010プリズムカプラを用いて測定した。   In addition, the refractive index of the heat-resistant filler was measured using a bulk body, and the refractive index n for light having a wavelength of 633 nm was measured using a model 2010 prism coupler manufactured by Metricon.

上記のように、この第2の実施形態における光変換部材は、ガラス中にナノフィラーが吸着した蛍光体粒子と耐熱フィラーとが分散して構成されている。光変換部材の焼成時における収縮を十分に抑制するために、ガラス、蛍光体粒子、ナノフィラーおよび耐熱フィラーの合計量を100%としたとき、体積分率で、耐熱フィラーを3〜30%含有することが好ましい。この含有率が3%未満であると十分に収縮を抑制できなくなるおそれがあり、30%を超えると光変換部材の光の透過率が低下して光源の利用効率が低下するおそれがある。   As described above, the light conversion member in the second embodiment is configured by dispersing phosphor particles adsorbed with nanofillers and heat-resistant filler in glass. In order to sufficiently suppress shrinkage at the time of firing the light conversion member, when the total amount of glass, phosphor particles, nanofiller and heat-resistant filler is 100%, the volume fraction contains 3 to 30% heat-resistant filler. It is preferable to do. If the content is less than 3%, the shrinkage may not be sufficiently suppressed, and if it exceeds 30%, the light transmittance of the light conversion member may be reduced, and the utilization efficiency of the light source may be reduced.

このとき、体積分率で、ガラスを53.5〜95.4%、蛍光体粒子を1〜40%、ナノフィラーを0.6〜6.5%含有することが好ましい。このような含有量とすることで、光変換部材として、光源からの光の透過率、蛍光体粒子の光変換量、をバランスよく製造でき、かつ、製造時の収縮を抑制して、光変換色度のムラが生じることを抑制できる。   At this time, it is preferable that the glass contains 53.5 to 95.4%, phosphor particles 1 to 40%, and nanofiller 0.6 to 6.5% in terms of volume fraction. With such a content, the light conversion member can be manufactured in a well-balanced manner with the light transmittance from the light source and the light conversion amount of the phosphor particles. It is possible to suppress the occurrence of chromaticity unevenness.

そして、この耐熱フィラーを使用する場合の光変換部材の製造は、混練工程において、他の粉末原料と混合して使用すればよい。なお、粉末原料の混合は、全ての原料を同時に混合してもよいし、1次混練および2次混練のように段階的に混練する場合には、耐熱フィラーを少なくともいずれかの混練工程で加えればよい。   And manufacture of the light conversion member in the case of using this heat-resistant filler may be used by mixing with other powder raw materials in the kneading step. In addition, the powder raw materials may be mixed at the same time, or in the case of stepwise kneading such as primary kneading and secondary kneading, a heat-resistant filler may be added in at least one of the kneading steps. That's fine.

<照明光源>
本発明の照明光源は、上記本光変換部材と、該光変換部材を通して外部へ光を照射可能な光源と、から構成される。
<Light source>
The illumination light source of the present invention includes the above-described light conversion member and a light source capable of irradiating light to the outside through the light conversion member.

上記のようにして得られた光変換部材と光源とを組合せることで、所望の色を発する照明光源として利用できる。光変換部材は、光源と接して配置されると、光の漏れを防げるため好ましい。また、光源としては、LED発光素子が好ましく、青色LED発光素子がより好ましい。LED発光素子を光源として使用すれば、LED照明光源として利用できる。   By combining the light conversion member and the light source obtained as described above, it can be used as an illumination light source that emits a desired color. The light conversion member is preferably disposed in contact with the light source because it prevents light leakage. Moreover, as a light source, an LED light emitting element is preferable and a blue LED light emitting element is more preferable. If an LED light emitting element is used as a light source, it can be used as an LED illumination light source.

<液晶表示装置>
さらに、上記した光変換部材を光源と組み合わせて、液晶表示装置を構成する場合を説明する。すなわち、本実施形態における液晶表示装置は、液晶表示パネルと、該液晶表示パネルを照明するバックライトと、を備えた液晶表示装置であって、バックライトとして、上記光変換部材および該光変換部材を通して外部に光を照射可能な光源からなる照明光源を有することを特徴とする。
<Liquid crystal display device>
Furthermore, a case where a liquid crystal display device is configured by combining the above-described light conversion member with a light source will be described. That is, the liquid crystal display device in the present embodiment is a liquid crystal display device including a liquid crystal display panel and a backlight that illuminates the liquid crystal display panel, and the light conversion member and the light conversion member are used as a backlight. And an illumination light source comprising a light source capable of irradiating light to the outside.

(バックライト)
本実施形態で使用するバックライトは、上記説明した光変換部材と、該光変換部材を通して外部へ光を照射可能な光源と、から構成される。
上記のようにして得られた光変換部材と光源とを組合せることで、高輝度かつ広範囲な色再現性が得られる液晶表示装置用のバックライトとして好適に利用できる。光変換部材は、光源と接して配置されると、光の漏れを防げるため好ましい。また、光源としては、LED発光素子が好ましく、青色LED発光素子がより好ましく、バックライトは白色光を照射可能とするものが好ましい。
(Backlight)
The backlight used in the present embodiment includes the above-described light conversion member and a light source that can emit light to the outside through the light conversion member.
By combining the light conversion member and the light source obtained as described above, it can be suitably used as a backlight for a liquid crystal display device capable of obtaining a high luminance and a wide range of color reproducibility. The light conversion member is preferably disposed in contact with the light source because it prevents light leakage. Moreover, as a light source, an LED light emitting element is preferable, a blue LED light emitting element is more preferable, and a backlight capable of emitting white light is preferable.

(液晶表示パネル)
本実施形態で使用する液晶表示パネルは、公知の液晶表示パネルであれば特に限定されずに使用できる。液晶表示パネルは、偏光フィルタを備える2枚のガラス板の間に配向膜を設け、電圧をかけることによって液晶分子の向きを変えて、光の透過率を増減させることで像を表示する。
(LCD panel)
The liquid crystal display panel used in the present embodiment is not particularly limited as long as it is a known liquid crystal display panel. The liquid crystal display panel displays an image by providing an alignment film between two glass plates provided with a polarizing filter, changing the direction of liquid crystal molecules by applying a voltage, and increasing or decreasing light transmittance.

このように構成される液晶表示装置では、バックライトに本発明の照明光源を用いるため、例えば、光の3原色による色域が広い明るい白色光で、液晶表示パネルを照明することができる。よって、液晶表示パネルの表示画面において輝度の高い純白色を得ることができ、色再現性が良好で表示画面の品質の向上を図ることができる。   In the liquid crystal display device configured as described above, since the illumination light source of the present invention is used for the backlight, for example, the liquid crystal display panel can be illuminated with bright white light having a wide color gamut based on the three primary colors of light. Therefore, pure white with high luminance can be obtained on the display screen of the liquid crystal display panel, color reproducibility is good, and the quality of the display screen can be improved.

以下、実施例(例8〜11、14)および比較例(例1〜7、12、13)に基づき本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれら実施例および製造例に限定して解釈されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on Examples (Examples 8 to 11 and 14) and Comparative Examples (Examples 1 to 7, 12, and 13). However, the present invention is limited to these Examples and Production Examples. Is not to be done.

(例1〜14)
酸化物基準のモル%表記で、それぞれ表1に示した組成になるように各成分の原料を調合し、ガラス原料を混合した。これらを、金ルツボ中で950℃に電気炉で加熱、溶融して、融液の一部を回転ロールで急冷して、2種類の組成のガラスリボンを形成した。また、融液の一部は成形後冷却し、ガラス板を得た。
得られたガラスリボンを、ボールミルで粉砕し、目開き150μmの網目を有する篩にかけ、さらに気流分級し、ガラス1および2の粉末(ガラス粉末)を得た。得られたガラス粉末の50%粒径D50はそれぞれ1.3μm、1.2μmであった。
(Examples 1-14)
The raw materials of the respective components were prepared so as to have the compositions shown in Table 1 in terms of mol% based on oxides, and the glass raw materials were mixed. These were heated and melted in an electric crucible at 950 ° C. in a gold crucible, and a part of the melt was quenched with a rotating roll to form glass ribbons having two types of compositions. A part of the melt was cooled after molding to obtain a glass plate.
The obtained glass ribbon was pulverized with a ball mill, passed through a sieve having a mesh with an opening of 150 μm, and further subjected to air classification to obtain powders of glass 1 and 2 (glass powder). The obtained glass powder had a 50% particle size D 50 of 1.3 μm and 1.2 μm, respectively.

得られたガラス粉末のガラス転移点Tgは、示差熱分析計(リガク社製、商品名:TG8110)を使用して測定した。
さらに、得られたガラス板は、アルキメデス法により比重dを測定後、厚み1mm、大きさ20mm×20mmの板状に加工後その両面を鏡面研磨してサンプル板とし、波長633nmの光に対する屈折率nを、メトリコン社製モデル2010プリズムカプラを用いて測定した。
The glass transition point Tg of the obtained glass powder was measured using a differential thermal analyzer (manufactured by Rigaku Corporation, trade name: TG8110).
Furthermore, after measuring the specific gravity d by Archimedes method, the obtained glass plate is processed into a plate shape having a thickness of 1 mm and a size of 20 mm × 20 mm, and both surfaces thereof are mirror-polished to obtain a sample plate, which has a refractive index with respect to light having a wavelength of 633 nm. n was measured using a Metricon model 2010 prism coupler.

Figure 2015046579
Figure 2015046579

蛍光体粒子として、50%粒径D50が11μm、460nm励起で蛍光体ピーク波長が約628nmであるEu付活CASN蛍光体と、50%粒径D50が3μm、460nm励起で蛍光体ピーク波長が約538nmであるEu付活SrGa蛍光体を使用した。 As phosphor particles, 11 [mu] m 50% particle diameter D 50, and Eu-activated CASN phosphor phosphor having a peak wavelength of about 628nm at 460nm excitation, 3 [mu] m 50% particle diameter D 50, the phosphor peak wavelength at 460nm excitation An Eu-activated SrGa 2 S 4 phosphor having a wavelength of about 538 nm was used.

耐熱フィラーとして、50%粒径D50が18μm、波長633nmにおける屈折率が1.76である単結晶アルミナを、ナノフィラーとして、50%粒径D50が約30nmであるアルミナをそれぞれ使用した。なお、実施例で使用した蛍光体粒子、耐熱フィラーおよびガラス粉末の50%粒径D50は、レーザ回折式粒度分布測定(島津製作所社製、装置名:SALD2100)により算出した。 As the heat-resistant filler, 18 [mu] m 50% particle diameter D 50, the refractive index at a wavelength of 633nm is a single crystal alumina which is 1.76, as nanofillers, an alumina 50% particle diameter D 50 is about 30nm, respectively. The 50% particle size D 50 of the phosphor particles, heat-resistant filler and glass powder used in the examples was calculated by laser diffraction particle size distribution measurement (manufactured by Shimadzu Corporation, apparatus name: SALD2100).

ガラス、蛍光体、耐熱フィラーおよびナノフィラーを、表2〜3に示す組み合わせとし、蛍光体粒子を最終固形分率換算の体積分率で20%、耐熱フィラーおよびナノフィラーを表2〜3に示す最終固形分率換算の体積分率で使用した。まず、蛍光体粒子と、耐熱フィラーと、ナノフィラーとに、溶媒とビヒクルを加えて1次混練した。次いで、ガラス粉末、蛍光体粒子、耐熱フィラーおよびナノフィラーを合算した最終固形分率換算の体積分率が100%になるように、ガラス粉末を1次混練物に添加、混合して2次混練してスラリーを得た。このスラリーをPETフィルム(帝人社製)にドクターブレード法で塗工した。これを、乾燥炉で約30分間乾燥し、約4cm四方の大きさに切り出し、PETフィルムを剥がして、厚み0.5〜0.7mmのグリーンシートを得た。   Glasses, phosphors, heat-resistant fillers and nanofillers are combined as shown in Tables 2 to 3, and phosphor particles are 20% in terms of volume fraction in terms of final solid content, and heat-resistant fillers and nanofillers are shown in Tables 2 to 3. Used in terms of volume fraction in terms of final solid content. First, a solvent and a vehicle were added to phosphor particles, a heat-resistant filler, and a nanofiller, followed by primary kneading. Next, the glass powder is added to the primary kneaded material and mixed so that the volume fraction in terms of the final solid content, which is the sum of the glass powder, phosphor particles, heat-resistant filler, and nanofiller, is 100%. Thus, a slurry was obtained. This slurry was applied to a PET film (manufactured by Teijin Limited) by the doctor blade method. This was dried in a drying furnace for about 30 minutes, cut into a size of about 4 cm square, and the PET film was peeled off to obtain a green sheet having a thickness of 0.5 to 0.7 mm.

このグリーンシートを、離型剤を塗布したムライト基板に載せて、380℃、4時間、大気雰囲気下で焼成後、表2〜3に示すような焼成条件で光変換部材を製造した。ここで、焼成雰囲気の「Air」は大気焼成、「LP」は到達真空度約60Paの減圧焼成をそれぞれ示している。   This green sheet was placed on a mullite substrate coated with a release agent, fired in the atmosphere at 380 ° C. for 4 hours, and then a light conversion member was produced under firing conditions as shown in Tables 2 to 3. Here, “Air” in the firing atmosphere represents air firing, and “LP” represents reduced-pressure firing with an ultimate vacuum of about 60 Pa.

光変換部材の量子変換収率は、得られた光変換部材の中央部を1cm四方の大きさに切り出し、絶対PL量子収率測定装置(浜松ホトニクス社製、商品名:Quantauru−QY)を使用して、励起光波長460nmにて測定した。
光変換部材の全光線透過率は、ヘイズ測定装置(スガ試験機社製、商品名:ヘイズメーターHZ−2)を使用して、C光源にて測定した。
ナノフィラーの吸着率は、得られた光変換部材を割断し、その厚み方向の断面をSEM(日立ハイテクノロジーズ社製、商品名:S−3000H)により、倍率5000倍で観察後、その写真を画像処理により算出して得た。
For the quantum conversion yield of the light conversion member, the central part of the obtained light conversion member is cut into a size of 1 cm square, and an absolute PL quantum yield measurement device (manufactured by Hamamatsu Photonics, trade name: Quantauru-QY) is used. Then, measurement was performed at an excitation light wavelength of 460 nm.
The total light transmittance of the light conversion member was measured with a C light source using a haze measuring device (manufactured by Suga Test Instruments Co., Ltd., trade name: haze meter HZ-2).
The adsorption rate of the nano filler is obtained by cleaving the obtained light conversion member, and observing the cross section in the thickness direction with SEM (manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation, trade name: S-3000H) at a magnification of 5000 times, Obtained by calculation by image processing.

これらの製造条件、光変換部材の特性も併せて表2〜3に示した。   These production conditions and characteristics of the light conversion member are also shown in Tables 2-3.

Figure 2015046579
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Figure 2015046579
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これら表2〜3から、まずCASN蛍光体において、実施例である例8〜例11は、ナノフィラーの体積分率が0.6〜6.5%の範囲内であり、ナノフィラーの吸着率は20〜80%で、80%以上の量子変換収率と10%以上の全光線透過率を維持している。また、焼成条件が同一である例1および例6と比較して、例8および例11の量子変換収率は高く、さらに焼成温度が500℃と高い例2、例4、例5および例7では量子変換収率の著しい低下が見られるのに対し、例9では、高い量子変換収率を維持していることから、ナノフィラーが蛍光体の熱失活を抑制する効果を有していることが分かる。一方で、ナノフィラーの体積分率が6.5%超である例12では、高い量子変換収率を示しているが、全光線透過率が10%未満と低いため、発光変換効率が低くなるおそれがある。   From Tables 2 to 3, first, in CASN phosphors, Examples 8 to 11 as examples are in the range where the volume fraction of the nanofiller is 0.6 to 6.5%, and the adsorption rate of the nanofiller. Is 20 to 80%, maintaining a quantum conversion yield of 80% or more and a total light transmittance of 10% or more. Moreover, compared with Example 1 and Example 6 with the same baking conditions, the quantum conversion yield of Example 8 and Example 11 is high, and also Example 2, Example 4, Example 5 and Example 7 whose baking temperature is as high as 500 degreeC. In Example 9, the quantum conversion yield is significantly reduced, whereas in Example 9, since the high quantum conversion yield is maintained, the nanofiller has an effect of suppressing the thermal deactivation of the phosphor. I understand that. On the other hand, Example 12 in which the volume fraction of the nanofiller is over 6.5% shows a high quantum conversion yield, but the total light transmittance is as low as less than 10%, so that the light emission conversion efficiency is low. There is a fear.

次に、硫化物蛍光体であるEu付活SrGa蛍光体において、ナノフィラーを用いていない例13では、量子変換収率は80%未満であるのに対し、例14では高い量子変換収率を維持しており、硫化物蛍光体においてもナノフィラーが熱失活の抑制効果に寄与していることがわかった。 Next, in the Eu-activated SrGa 2 S 4 phosphor, which is a sulfide phosphor, the quantum conversion yield is less than 80% in Example 13 where no nanofiller is used, whereas in Example 14, the quantum conversion is high. The yield was maintained, and it was found that the nanofiller also contributed to the effect of suppressing heat deactivation in the sulfide phosphor.

本発明の光変換部材、光変換部材の製造方法は、簡便な操作により製造時の手間とコストを低減でき、さらに焼成時等の蛍光体の失活を抑制することが可能で、発光変換効率の高く維持した光変換部材を安価に提供できる。この光変換部材は、照明用途としての利用に好適である。   The light conversion member and the method for producing the light conversion member of the present invention can reduce the labor and cost during production by a simple operation, can further suppress the deactivation of the phosphor during firing, and the light emission conversion efficiency. Can be provided at low cost. This light conversion member is suitable for use as a lighting application.

Claims (16)

ガラス粉末、蛍光体粒子および50%粒径D50が50nm以下のナノフィラーを混練して混練物とする混練工程と、
得られた混練物を所望の形状に成形し焼成する焼成工程と、
を有することを特徴とする光変換部材の製造方法。
A kneading step of kneading glass powder, phosphor particles, and nanofiller having a 50% particle size D 50 of 50 nm or less,
A firing step of forming and firing the obtained kneaded product into a desired shape;
The manufacturing method of the light conversion member characterized by having.
前記混練工程が、前記蛍光体粒子と前記ナノフィラーとを混練する1次混練工程と、1次混練工程で得られた混練物に、前記ガラス粉末を添加して混練する2次混練工程と、からなる請求項1に記載の光変換部材の製造方法。   A primary kneading step in which the kneading step kneads the phosphor particles and the nanofiller, and a secondary kneading step in which the glass powder is added and kneaded to the kneaded product obtained in the primary kneading step; The manufacturing method of the light conversion member of Claim 1 consisting of. 前記光変換部材における前記ナノフィラーの体積分率が0.6〜6.5%の範囲である請求項1または2に記載の光変換部材の製造方法。   The method for producing a light conversion member according to claim 1 or 2, wherein a volume fraction of the nanofiller in the light conversion member is in a range of 0.6 to 6.5%. 前記ナノフィラーが、シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニアおよびマグネシアからなる群から選ばれる1種類以上のナノフィラーである請求項1〜3のいずれか1項に記載の光変換部材の製造方法。   The method for producing a light conversion member according to any one of claims 1 to 3, wherein the nanofiller is at least one nanofiller selected from the group consisting of silica, alumina, titania, zirconia, and magnesia. 前記混練工程において、さらに、50%粒径D50が5〜30μmであり、かつ、波長633nmにおける屈折率nが1.5〜2.5である耐熱フィラーを混練する請求項1〜4のいずれか1項に記載の光変換部材の製造方法。 5. The kneading step further kneads a heat-resistant filler having a 50% particle size D 50 of 5 to 30 μm and a refractive index n of 1.5 to 2.5 at a wavelength of 633 nm. The manufacturing method of the light conversion member of Claim 1. 前記蛍光体粒子が、波長400〜500nmに励起帯を有し、波長500〜700nmに発光ピークを有し、酸化物、窒化物、酸窒化物、硫化物、酸硫化物、ハロゲン化物、アルミン酸塩化物およびハロリン酸塩化物からなる群から選ばれる1以上の化合物である請求項1〜5のいずれか1項に記載の光変換部材の製造方法。   The phosphor particles have an excitation band at a wavelength of 400 to 500 nm, an emission peak at a wavelength of 500 to 700 nm, and an oxide, nitride, oxynitride, sulfide, oxysulfide, halide, aluminate The method for producing a light conversion member according to any one of claims 1 to 5, wherein the compound is one or more compounds selected from the group consisting of chlorides and halophosphates. 前記ガラス粉末から得られるガラスが、Bi−B−ZnO系である請求項1〜6のいずれか1項に記載の光変換部材の製造方法。 The glass obtained from the glass powder is Bi 2 O 3 —B 2 O 3 —ZnO-based, The method for producing a light conversion member according to claim 1. 前記ガラス粉末から得られるガラスが、酸化物基準のモル%表示で、Bi 5〜35%、B 10〜50%、ZnO 10〜48%を含有し、BiとZnOの合量が15%以上70%未満である請求項7に記載の光変換部材の製造方法。 The glass obtained from the glass powder contains Bi 2 O 3 5 to 35%, B 2 O 3 10 to 50%, ZnO 10 to 48% in terms of oxide-based mol%, Bi 2 O 3 and The method for producing a light conversion member according to claim 7, wherein the total amount of ZnO is 15% or more and less than 70%. 前記ガラス粉末から得られるガラスが、波長633nmにおける屈折率が、1.70〜2.20である請求項1〜8のいずれか1項に記載の光変換部材の製造方法。   9. The method for producing a light conversion member according to claim 1, wherein the glass obtained from the glass powder has a refractive index of 1.70 to 2.20 at a wavelength of 633 nm. 蛍光体粒子を分散して含有するガラスからなる光変換部材であって、
前記蛍光体粒子の表面に、50%粒径が50nm以下のナノフィラーが吸着されており、その吸着率が20〜80%であることを特徴とする光変換部材。
A light conversion member made of glass containing dispersed phosphor particles,
A light conversion member characterized in that a nano filler having a 50% particle size of 50 nm or less is adsorbed on the surface of the phosphor particles, and the adsorption rate is 20 to 80%.
前記ガラス中に、さらに、50%粒径D50が5〜30μmであり、かつ、波長633nmにおける屈折率nが1.5〜2.5である耐熱フィラーを分散して含有する請求項10に記載の光変換部材。 The glass, further, 50% particle size D 50 is 5 to 30 [mu] m, and in claim 10 in which the refractive index n at a wavelength of 633nm contains by dispersing heat-resistant filler is 1.5 to 2.5 The light conversion member as described. 前記ナノフィラーが前記ガラス中にも分散して存在し、該光変換部材中における前記ナノフィラーの体積分率が0.6〜6.5%の範囲である請求項10または11に記載の光変換部材。   The light according to claim 10 or 11, wherein the nanofiller is also dispersed in the glass, and the volume fraction of the nanofiller in the light conversion member is in the range of 0.6 to 6.5%. Conversion member. 前記光変換部材の量子変換収率が80%以上である請求項10〜12のいずれか1項に記載の光変換部材。   The quantum conversion yield of the said light conversion member is 80% or more, The light conversion member of any one of Claims 10-12. 請求項10〜13のいずれか1項に記載の光変換部材と、該光変換部材を通して外部へ光を照射可能な光源と、を有することを特徴とする照明光源。   An illumination light source comprising: the light conversion member according to any one of claims 10 to 13; and a light source capable of irradiating light to the outside through the light conversion member. 前記光源が、LED発光素子である請求項14に記載の照明光源。   The illumination light source according to claim 14, wherein the light source is an LED light emitting element. 液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルを照明するバックライトと、を備えた液晶表示装置であって、
前記バックライトとして、請求項10〜13のいずれか1項に記載の光変換部材および前記光変換部材を通して外部に光を照射可能な光源からなる照明光源を有することを特徴とする液晶表示装置。
A liquid crystal display device comprising a liquid crystal display panel and a backlight for illuminating the liquid crystal display panel,
A liquid crystal display device comprising: the light conversion member according to any one of claims 10 to 13; and an illumination light source including a light source capable of irradiating light to the outside through the light conversion member.
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