JP2015086284A - Fluorescent body, wavelength converting member and light-emitting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、蛍光体、並びにそれを用いた波長変換部材及び発光装置に関する。 The present invention relates to a phosphor, and a wavelength conversion member and a light emitting device using the phosphor.
現在、照明は、様々な態様で使用されている。例えば、照明は、部屋全体を十分な輝度で照らすために部屋の天井に設置されたり、明るさを必要とする場所に適度な輝度で設置されたりする。後者の方が省エネルギーの面で好ましいことはいうまでもない。 Currently, lighting is used in various ways. For example, the lighting is installed on the ceiling of the room in order to illuminate the entire room with sufficient luminance, or is installed with appropriate luminance in a place where brightness is required. Needless to say, the latter is preferable in terms of energy saving.
照明装置としては、光源からの励起光を吸収して蛍光を発する蛍光体粒子を含有する発光部(波長変換部材)を備えたものが従来公知である。例えば特許文献1には、コアシェル構造からなる量子ドット蛍光体を含有する波長変換膜を備える発光装置及び照明装置が開示されている。
As an illuminating device, one having a light emitting portion (wavelength conversion member) containing phosphor particles that emit fluorescence by absorbing excitation light from a light source is conventionally known. For example,
蛍光体粒子を含有する発光部を備える照明装置において蛍光体粒子は、その発光波長より短波長の光を吸収する。この蛍光体粒子によって吸収される光は一般的に可視光を含んでおり、従って上記照明装置においては、可視光の透過率が低下しやすく、不使用時に透明に見えずに(向こう側が透けて見えずに)照明が目立って見通しが悪くなったり、周囲の空間が狭く感じられたりする問題があった。 In an illuminating device including a light emitting unit containing phosphor particles, the phosphor particles absorb light having a shorter wavelength than the emission wavelength. The light absorbed by the phosphor particles generally contains visible light. Therefore, in the above-described lighting device, the visible light transmittance tends to decrease, and it does not look transparent when not in use (the other side is transparent). There was a problem that the lighting was conspicuous and the line of sight was poor, and the surrounding space was felt narrow.
上記の問題は、引用文献1に記載されるようなコアシェル構造の量子ドット蛍光体を蛍光体粒子として用いる場合や、蛍光体粒子が赤色蛍光体である場合においてとりわけ顕著である。すなわちコアシェル構造においては、シェル部分で励起光を吸収し、コア部分で発光するという粒子構造に起因して、励起光の十分な吸収のために蛍光体粒子を比較的多く波長変換部材に含有させる必要がある。蛍光体粒子の含有量が多いほど可視光の透過率は小さくなってしまう。また赤色蛍光体は、その発光波長よりも短波長の光である可視領域の光のほとんどを吸収するため、これを用いた場合にはとりわけ可視光の透過率が低下しやすい。
The above-mentioned problem is particularly remarkable when a quantum dot phosphor having a core-shell structure as described in
本発明の目的は、不使用時における可視光透過性が向上された発光装置を実現することのできる蛍光体、並びにそれを用いた波長変換部材及び発光装置を提供することにある。 The objective of this invention is providing the fluorescent substance which can implement | achieve the light-emitting device with which visible-light transmittance was improved at the time of non-use, and the wavelength conversion member and light-emitting device using the same.
本発明は、以下に示す蛍光体、波長変換部材及び発光装置を提供する。
[1] 第1半導体結晶からなる第1ナノ粒子と、
前記第1ナノ粒子の表面の一部に接合され、前記第1半導体結晶とは異なる第2半導体結晶からなる第2ナノ粒子と、
を含む、蛍光体。
The present invention provides the following phosphor, wavelength conversion member, and light emitting device.
[1] First nanoparticles composed of a first semiconductor crystal;
A second nanoparticle made of a second semiconductor crystal that is bonded to a part of the surface of the first nanoparticle and is different from the first semiconductor crystal;
Including a phosphor.
[2] 前記第1ナノ粒子は、前記第2ナノ粒子よりも体積が大きく、かつ、前記第1半導体結晶は、前記第2半導体結晶よりもバンドギャップが大きい、[1]に記載の蛍光体。 [2] The phosphor according to [1], wherein the first nanoparticle has a larger volume than the second nanoparticle, and the first semiconductor crystal has a larger band gap than the second semiconductor crystal. .
[3] 前記第1ナノ粒子1個あたり、前記第2ナノ粒子が1個接合されている、[1]又は[2]に記載の蛍光体。 [3] The phosphor according to [1] or [2], wherein one second nanoparticle is bonded to each first nanoparticle.
[4] 前記第1ナノ粒子が10〜100nmであり、前記第2ナノ粒子が1〜10nmである、[1]〜[3]のいずれかに記載の蛍光体。 [4] The phosphor according to any one of [1] to [3], wherein the first nanoparticles are 10 to 100 nm and the second nanoparticles are 1 to 10 nm.
[5] 前記第1ナノ粒子が一次光を吸収し、前記第2ナノ粒子が一次光よりも長波長の二次光を発する、[1]〜[4]のいずれかに記載の蛍光体。 [5] The phosphor according to any one of [1] to [4], wherein the first nanoparticles absorb primary light, and the second nanoparticles emit secondary light having a longer wavelength than the primary light.
[6] 前記第2ナノ粒子が赤色光を発する蛍光体粒子である、[5]に記載の蛍光体。 [6] The phosphor according to [5], wherein the second nanoparticles are phosphor particles that emit red light.
[7] [1]〜[6]のいずれかに記載の蛍光体を含有する蛍光体層を含む、波長変換部材。 [7] A wavelength conversion member including a phosphor layer containing the phosphor according to any one of [1] to [6].
[8] 前記蛍光体層を挟持する一対の透明電極をさらに含む、[7]に記載の波長変換部材。 [8] The wavelength conversion member according to [7], further including a pair of transparent electrodes that sandwich the phosphor layer.
[9] 前記蛍光体層と一方の前記透明電極との間に、蛍光体層内の蛍光体と結合を形成する蛍光体結合層をさらに含み、
前記蛍光体層内の蛍光体は、第1ナノ粒子の表面に結合する第1表面修飾分子と、第2ナノ粒子の表面に結合する第2表面修飾分子とを備え、
蛍光体層内の蛍光体と蛍光体結合層とは、第1及び第2表面修飾分子のうち、第2表面修飾分子のみを介して結合を形成している、[8]に記載の波長変換部材。
[9] It further includes a phosphor binding layer that forms a bond with the phosphor in the phosphor layer between the phosphor layer and one of the transparent electrodes,
The phosphor in the phosphor layer comprises a first surface modifying molecule that binds to the surface of the first nanoparticle, and a second surface modifying molecule that binds to the surface of the second nanoparticle,
The wavelength conversion according to [8], wherein the phosphor in the phosphor layer and the phosphor binding layer form a bond only through the second surface modification molecule among the first and second surface modification molecules. Element.
[10] 前記蛍光体層は、第2表面修飾分子の分子長が異なる複数の蛍光体を含む、[9]に記載の波長変換部材。 [10] The wavelength conversion member according to [9], wherein the phosphor layer includes a plurality of phosphors having different molecular lengths of the second surface modification molecules.
[11] 前記蛍光体層と一方の前記透明電極との間に、蛍光体層内の蛍光体と結合を形成する蛍光体結合層をさらに含み、
前記蛍光体層内の蛍光体は、第1ナノ粒子の表面に結合する第3表面修飾分子と、第2ナノ粒子の表面に結合する第2表面修飾分子とを備え、
前記蛍光体層内の蛍光体は、その第2表面修飾分子を介して蛍光体結合層と結合を形成している第1蛍光体と、その第2表面修飾分子を介して第1蛍光体の第3表面修飾分子と結合を形成している第2蛍光体を含む、[8]に記載の波長変換部材。
[11] A phosphor binding layer that forms a bond with the phosphor in the phosphor layer between the phosphor layer and one of the transparent electrodes,
The phosphor in the phosphor layer comprises a third surface modifying molecule that binds to the surface of the first nanoparticle, and a second surface modifying molecule that binds to the surface of the second nanoparticle,
The phosphor in the phosphor layer includes a first phosphor that forms a bond with the phosphor binding layer through the second surface modification molecule, and a first phosphor through the second surface modification molecule. The wavelength conversion member according to [8], including a second phosphor that forms a bond with the third surface modification molecule.
[12] 一次光を発する光源と、
前記一次光の少なくとも一部を吸収して二次光を発する[7]〜[11]のいずれかに記載の波長変換部材と、
を含む、発光装置。
[12] a light source that emits primary light;
The wavelength conversion member according to any one of [7] to [11], which absorbs at least a part of the primary light and emits secondary light;
A light emitting device.
[13] 前記波長変換部材が第1領域及び第2領域を含み、
前記一対の透明電極によって印加する電界の大きさが第1領域と第2領域とで異なる、[12]に記載の発光装置。
[13] The wavelength conversion member includes a first region and a second region,
The light emitting device according to [12], wherein the magnitude of the electric field applied by the pair of transparent electrodes is different between the first region and the second region.
[14] 前記波長変換部材が第1領域及び第2領域を含み、
第1領域に含有される蛍光体と第2領域に含有される蛍光体は、互いに異なる色の光を発する蛍光体である、[12]に記載の発光装置。
[14] The wavelength conversion member includes a first region and a second region,
The phosphor according to [12], wherein the phosphor contained in the first region and the phosphor contained in the second region are phosphors that emit light of different colors.
本発明の蛍光体及び波長変換部材によれば、不使用時における可視光透過性が向上され、これにより不使用時において目立たず、設置される周囲の空間が広く感じられる発光装置を提供することができる。本発明の発光装置は、例えば照明装置等として好適に用いることができる。 According to the phosphor and the wavelength conversion member of the present invention, it is possible to provide a light-emitting device that has improved visible light transmittance when not in use, and is inconspicuous when not in use, and can feel a wide surrounding space to be installed. Can do. The light emitting device of the present invention can be suitably used as, for example, a lighting device.
以下、実施の形態を示して本発明を詳細に説明する。
<第1の実施形態>
図1(a)は本実施形態に係る蛍光体の一例を模式的に示す図であり、図1(b)は図1(a)に示される蛍光体が一次光(励起光)を吸収し、二次光(蛍光)を発する様子を示すエネルギーバンド図である。また図2は、本実施形態に係る蛍光体を用いた発光装置の一例を模式的に示す図である。図1(a)に示されるように本発明は、第1ナノ粒子10と第2ナノ粒子20とを接合してなる蛍光体に関する。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments.
<First Embodiment>
FIG. 1A is a diagram schematically showing an example of the phosphor according to the present embodiment. FIG. 1B is a diagram in which the phosphor shown in FIG. 1A absorbs primary light (excitation light). It is an energy band figure which shows a mode that secondary light (fluorescence) is emitted. FIG. 2 is a diagram schematically showing an example of a light emitting device using the phosphor according to the present embodiment. As shown in FIG. 1A, the present invention relates to a phosphor formed by bonding
図1(a)に示される蛍光体1は、第1半導体結晶からなる第1ナノ粒子10と、第1ナノ粒子10の表面の一部に接合され、第1半導体結晶とは異なる第2半導体結晶からなる第2ナノ粒子20とで構成される。蛍光体1は、第1ナノ粒子10によって一次光(励起光)30を吸収し、吸収したエネルギー(これによって発生するキャリア)を第2ナノ粒子20に遷移させて、第2ナノ粒子20から二次光(蛍光)40を発する〔図1(a)及び(b)参照〕。二次光40は通常、一次光30よりも長波長である。
The
図1(b)に示されるようなエネルギー遷移を実現すべく、通常、第1ナノ粒子10を構成する第1半導体結晶は、第2ナノ粒子20を構成する第2半導体結晶よりもバンドギャップ(エネルギーギャップ)を大きくする。また通常は、第1ナノ粒子10の体積を第2ナノ粒子20の体積よりも大きくする。
In order to realize the energy transition as shown in FIG. 1B, the first semiconductor crystal constituting the
蛍光体1は、従来のコアシェル構造のようにコア部の表面全体をシェル部で覆う構造とは異なり、第1ナノ粒子10の表面の一部に粒状の第2ナノ粒子20が接合されていることを1つの特徴としている。
Unlike the structure in which the entire surface of the core portion is covered with the shell portion as in the conventional core-shell structure, the
第1ナノ粒子10の体積を第2ナノ粒子20の体積よりも大きくすることにより、一次光(励起光)30を効率良く吸収することができ、これにより第2ナノ粒子20にて効率良く発光させることができる。このように第1ナノ粒子10の体積を比較的大きくする一方で、その表面の一部で粒状の第2ナノ粒子20と接合させる構造としているので、第1ナノ粒子10と第2ナノ粒子20との接合面積を従来のコアシェル構造に比べて小さくすることができる。接合面積の低減により、格子不整合に基づく歪みによって生じる応力を少なくし、結晶中における欠陥の発生を抑制することができるため、発光効率を向上させることができる。
By making the volume of the
このように蛍光体1によれば、良好な発光効率を確保しつつ、発光を担う第2ナノ粒子20の体積を低減させることができる。これによって、第2ナノ粒子20による可視光吸収を低減させることができるため、可視光透過性の高い波長変換部材及び発光装置を実現することができる。
Thus, according to the
より具体的には、発光装置は、例えば図2に示されるように、一次光30を発する光源50と、一次光30の少なくとも一部を吸収して二次光40を発する蛍光体1を含有する波長変換部材60とを含むものであることができるが、このような発光装置を不使用時に見たとき、本発明に係る蛍光体1を用いれば、これを含有する波長変換部材60の可視光70の透過性を高めることができるため(波長変換部材60を透過する可視光70’を増加させることができるため)、向こう側が良く透けて見えるようになる。このような見通しの良い発光装置によれば、使用する空間に配置したときにも圧迫感がない。第2ナノ粒子20が、可視領域の光のほとんどを吸収し得る、赤色光を発する蛍光体粒子である場合、とりわけ本発明の効果が高い。
More specifically, the light emitting device includes, for example, as shown in FIG. 2, a
なお、第1ナノ粒子10及び第2ナノ粒子20における「ナノ」とは、粒径がナノオーダー(1〜100nm程度の範囲内)であることを意味しており、このようなナノ粒子を用いることにより、粒子表面での可視光70の散乱をも抑制することができる。また、粒子表面での一次光30の散乱を抑制することができるため、一次光30を第1ナノ粒子10に効率良く吸収させることができる。
The “nano” in the
第1ナノ粒子10を構成する第1半導体結晶は、一次光30を効率良く吸収できる材料であることが好ましく、一次光30としての青色光(青色発光素子からの光)を効率良く吸収できる材料であることがより好ましい。第1半導体結晶は、例えば、青色光を効率良く吸収できるInGaNであることができる。
The first semiconductor crystal constituting the
第1ナノ粒子10は、一次光30を吸収する役割を担う粒子であることから、上述のように第2ナノ粒子20よりも体積を大きくすることが好ましい。このような観点から、第1ナノ粒子10の粒径は、10〜100nmの範囲であることが好ましく、20〜50nmの範囲であることがより好ましい。第1ナノ粒子10及び第2ナノ粒子20の粒径は、透過型電子顕微鏡(TEM)によって測定される。
Since the
第2ナノ粒子20を構成する第2半導体結晶は、第1半導体結晶とは異なる材料であり、好ましくは効率良く可視光発光できる蛍光体材料である。このような結晶材料として13族窒化物を挙げることができる。13族窒化物とは、13族元素(B、Al、Ga、In、Tl)と窒素元素(N)とが結合した化合物である。第2半導体結晶は、13族元素を1種のみ含有していてもよいし、2種以上含有していてもよい。具体的な結晶材料の例は、InN、AlInN、AlGaInNであり、好ましくはInNである。
The second semiconductor crystal constituting the
第2半導体結晶のバンドギャップは第1半導体結晶よりも小さく、具体的には1.8〜2.8eVの範囲にあることが好ましい。第2ナノ粒子20を赤色蛍光体として用いる場合、第2半導体結晶のバンドギャップは1.85〜2.5eVの範囲にあることが好ましく、緑色蛍光体として用いる場合、2.3〜2.5eVの範囲にあることが好ましく、青色蛍光体として用いる場合、2.65〜2.8eVの範囲にあることが好ましい。
The band gap of the second semiconductor crystal is smaller than that of the first semiconductor crystal, specifically, it is preferably in the range of 1.8 to 2.8 eV. When the
第2ナノ粒子20の粒径は、第1ナノ粒子10の粒径よりも小さいことが好ましく、1〜10nmの範囲であることがより好ましく、2〜5nmの範囲であることがさらに好ましい。粒径がこの範囲であれば、励起エネルギーを効率良く可視光発光に変換することができる。第2ナノ粒子20からの二次光40の色は、第2ナノ粒子20の粒径や組成の調整によって、赤色から青色の範囲内の所望の色とすることができる。
The particle size of the
第1ナノ粒子10の表面に接合される第2ナノ粒子20の数は特に制限されず、図1(a)の例のように、第1ナノ粒子10の1個あたり、第2ナノ粒子20が1個接合されていてもよいし、第2ナノ粒子20が2個以上接合されていてもよい。ただし、第1ナノ粒子10と第2ナノ粒子20との接合面積を低減させる観点、及び第2ナノ粒子20の体積を低減させる観点から、第1ナノ粒子10の1個あたり、第2ナノ粒子20が1個接合されている構造が好ましい。また、1個の第1ナノ粒子10に対して2個以上の第2ナノ粒子20を接合させる場合、第2ナノ粒子20同士が近接していると、自己吸収(発光光を第2ナノ粒子20が吸収する現象)によって発光効率が低下する可能性がある。従って、この点に鑑みても、第1ナノ粒子10の1個あたり、第2ナノ粒子20が1個接合されている構造が好ましい。
The number of the
さらに、後述する第3〜第6の実施形態に係る波長変換部材において蛍光体1は、その形状に関して異方性を有している必要があり、そのために1個の第1ナノ粒子10に対して2個以上の第2ナノ粒子20を接合させる場合には、形状に異方性が生じるような位置に2個以上の第2ナノ粒子20を接合させるという制約が生じる。
Furthermore, in the wavelength conversion member which concerns on the 3rd-6th embodiment mentioned later, the
第1ナノ粒子10の1個あたりに接合している第2ナノ粒子20の数は、透過型電子顕微鏡(TEM)により確認することができる。
The number of
蛍光体1において第1ナノ粒子10と第2ナノ粒子20は、エピタキシャル接合により結合しており、第1ナノ粒子10を構成する第1半導体結晶と、第2ナノ粒子20を構成する第2半導体結晶との界面では、結晶構造が引き継がれて結合している。
In the
蛍光体1の製造方法は特に制限されないが、例えば次の方法によって製造することができる。まず、第1ナノ粒子10を調製する。第1ナノ粒子10は、例えば液相合成によって調製することができる。具体的には、第1半導体結晶を形成する原料物質(InGaNであれば、例えば、ヨウ化インジウム、ヨウ化ガリウム及びナトリウムアミド)を溶媒と混合し、180〜500℃程度の温度で反応させる。生成する第1ナノ粒子10の粒径は反応時間等によって制御することができる。反応時間を長くするほど粒成長を大きくすることができる。従って、フォトルミネッセンス、光吸収、動的光散乱等の方法を用いてモニタリングしながら粒成長させることで、第1ナノ粒子10を所望の粒径に制御することできる。
Although the manufacturing method in particular of the
次に、得られた第1ナノ粒子10を含む液に、第2半導体結晶を形成する原料物質(InNであれば、例えばトリス(ジメチルアミノ)インジウム)を少量加えて加熱し反応を行う。この反応により、第2半導体結晶が第1ナノ粒子10を構成する第1半導体結晶の結晶構造を引き継いで第1ナノ粒子10表面上に粒子状の形態で結晶成長し、第2ナノ粒子20が形成される。
Next, a small amount of a source material (for example, tris (dimethylamino) indium in the case of InN) is added to the liquid containing the
<第2の実施形態>
図2を参照して、本実施形態は、上述の蛍光体1を含有する波長変換部材60に関する。波長変換部材60は、蛍光体1が分散された蛍光体層を含む又は蛍光体層からなる部材であり、蛍光体層は、蛍光体1とこれを分散固定する封止部材とで構成することができる。
<Second Embodiment>
With reference to FIG. 2, the present embodiment relates to a
封止部材は透光性を有しており、好ましく透明である。これにより、不使用時において波長変換部材60を透光性にすることができるため、波長変換部材60及びこれを用いた発光装置の目立ち難さの点で有利である。透明とは、可視光の透過率が80%以上であることを意味する。封止部材を構成する材料としては、特に制限されないが、例えばアクリル系樹脂、シリコーン樹脂等の透光性(透明)樹脂や、ガラス材料等を用いることができる。中でも、蛍光体1の分散性が良好であることから、アクリル系樹脂を用いることが好ましい。
The sealing member has translucency and is preferably transparent. Thereby, since the
蛍光体層は、1種類の蛍光体1のみを含んでいてもよいし、材料組成や粒径等において異なる2種以上の蛍光体1を含んでいてもよい。例えば、異なる発光色を示す2種以上の蛍光体1を含むことができる(例えば、赤色蛍光体と緑色蛍光体)。
The phosphor layer may include only one type of
蛍光体層における蛍光体1と封止部材との体積比は、0.0001:1〜1:10であることが好ましい。体積比がこの範囲内であると、蛍光体1の凝集を伴うことなく、封止部材中に蛍光体1を均一に分散させやすい。
The volume ratio of the
波長変換部材60及び蛍光体層の外形形状は特に制限されず、直方体や立方体のような方形形状、円柱形状等を含む適宜の形状であることができる。波長変換部材60の外面の少なくとも一部に一次光(励起光)30を照射することにより、当該外面の他の部分から、蛍光体1から発せられる二次光(蛍光)40を取り出すことができる。
The outer shape of the
<第3の実施形態>
図3(a)は、本実施形態に係る波長変換部材の一例を模式的に示す図であり、図3(b)は図3(a)に示される蛍光体が一次光(励起光)を吸収し、二次光(蛍光)を発する様子を示すエネルギーバンド図である。本実施形態の波長変換部材60は、蛍光体層を挟持する一対の透明電極を含んでおり、透明電極間に電圧をかけることで蛍光体層に対して外部電界を印加できるように構成されていること以外は、上記第2の実施形態と同様である。
<Third Embodiment>
Fig.3 (a) is a figure which shows typically an example of the wavelength conversion member which concerns on this embodiment, FIG.3 (b) shows the primary light (excitation light) by the fluorescent substance shown by Fig.3 (a). It is an energy band figure which shows a mode that it absorbs and emits secondary light (fluorescence). The
蛍光体層内の蛍光体1を一定方向の外部電界内に置くことによって、図3(b)に示されるように、一次光30を吸収して第1ナノ粒子10に発生したキャリアが第2ナノ粒子20に遷移しやすくなるような方向でバンドの傾きを生じさせることが可能となる。これにより、蛍光体1の発光効率をさらに向上させることができる。また、第1ナノ粒子10に発生したキャリアは、体積の大きい第1ナノ粒子10において空間的に広がって存在するが、外部電界を印加することにより、発光を担う第2ナノ粒子20に素早くキャリアを移動させることができる。
By placing the
バンドの傾きを生じさせるためには、次の点を満たすことが肝要である。
〔ア〕蛍光体1として、形状に関して異方性を有するものを用いる。
〔イ〕蛍光体層において、それぞれの蛍光体1の向きが揃うように蛍光体1を配列させる。
〔ウ〕蛍光体1の配列方向と外部電界の印加方向とを揃える。
In order to generate the band inclination, it is important to satisfy the following points.
[A] A
[A] In the phosphor layer, the
[C] The arrangement direction of the
上記〔ア〕に関し、例えば図3(a)に示されるような1個の第1ナノ粒子10に対して1個の第2ナノ粒子20が接合している蛍光体1は異方性を有している。1個の第1ナノ粒子10に対して2個の第2ナノ粒子20が接合している蛍光体においては、第1ナノ粒子10の中心を基準として点対称の位置に2個の第2ナノ粒子20が接合している場合には等方性となるが、それ以外の場合は異方性を有する。
With respect to [a] above, for example, the
上記〔イ〕及び〔ウ〕に関し、上記キャリアが第2ナノ粒子20に遷移しやすくなるような方向でバンドの傾きを生じさせるために、外部電界の上流側(負極透明電極側)が第1ナノ粒子10となり、下流側(正極透明電極側)が第2ナノ粒子20となるような配向で各蛍光体1を配列することが好ましい。
With respect to [A] and [C] above, the upstream side of the external electric field (the negative electrode transparent electrode side) is the first in order to cause the band to tilt in such a direction that the carrier easily transitions to the
透明電極としては、例えば、酸化インジウム・スズ、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化チタン等の材料を用いることができる。 As the transparent electrode, for example, materials such as indium tin oxide, zinc oxide, tin oxide, and titanium oxide can be used.
<第4の実施形態>
図4は、本実施形態に係る波長変換部材の一例を模式的に示す断面図である。本実施形態の波長変換部材60は、蛍光体層を挟持する一対の透明電極80,80を含んでおり、透明電極80,80間に電圧をかけることで蛍光体層に対して外部電界を印加できるように構成されている点で上記第3の実施形態と同様であり、同様の効果を奏することができるものである。
<Fourth Embodiment>
FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing an example of the wavelength conversion member according to the present embodiment. The
本実施形態は、蛍光体層と一方の透明電極80との間に蛍光体結合層90を設け、この蛍光体結合層90に蛍光体層内の蛍光体1を結合せるために、蛍光体1の表面に所定の表面修飾分子(配位子)を結合させたことを特徴としている。
In the present embodiment, a
蛍光体層内の蛍光体1を、所定の配向で、蛍光体層の一端に配置された蛍光体結合層90に表面修飾分子を用いて強制的に結合させることにより、単に蛍光体1を封止部材に分散させただけでは実現しにくい、上述の〔イ〕及び〔ウ〕の構成を容易に実現させることができる。
The
本実施形態において蛍光体1としては、異方性を有する第1及び第2ナノ粒子10,20からなる蛍光体に第1表面修飾分子11及び第2表面修飾分子21を結合(配位)させたものを用いる。図4に示されるように、第1表面修飾分子11は第1ナノ粒子10の表面に結合され、第2表面修飾分子21は第2ナノ粒子20の表面に結合される。
In this embodiment, as the
第1表面修飾分子11は、蛍光体1とのみ結合を形成し、蛍光体結合層90とは結合しない分子である。このような分子として、例えば単官能のアミン又はチオールを挙げることができる。第1表面修飾分子11は、好ましくは分子片末端にアミノ基やチオール基を有する分子であり、その具体例は、1−アミノブタン、1−アミノペンタン、1−アミノヘキサン、1−アミノヘプタン、1−アミノオクタン、1−アミノノナン、1−アミノデカン、1−アミノヘキサデカンのような1−アミノアルカン;アニリン;1−ブタンチオール、1−ペンタンチオール、1−ヘキサンチオール、1−ヘプタンチオール、1−オクタンチオール、1−ノナンチオール、1−デカンチオール、1−ヘキサデカンチオールのような1−アルカンチオール;チオフェノールを含む。第1表面修飾分子11は、アミノ基又はチオール基を介して蛍光体1の第1ナノ粒子10表面に結合することができる。
The first
第2表面修飾分子21は、蛍光体1及び蛍光体結合層90の双方と結合を形成する分子である。このような分子として、例えば2官能のアミン又はチオールを挙げることができる。第2表面修飾分子21は、好ましくは分子両末端にアミノ基やチオール基を有する分子であり、その具体例は、1,4−ジアミノブタン、1,5−ジアミノペンタン、1,6−ジアミノヘキサン、1,7−ジアミノヘプタン、1,8−ジアミノオクタン、1,9−ジアミノノナン、1,10−ジアミノデカン、1,16−ジアミノヘキサデカンのようなジアミノアルカン;1,4−ジアミノベンゼン;1,4−ブタンジチオール、1,5−ペンタンジチオール、1,6−ヘキサンジチオール、1,7−ヘプタンジチオール、1,8−オクタンジチオール、1,9−ノナンジチオール、1,10−デカンジチオール、1,16−ヘキサデカンジチオールのようなアルカンジチオール;1,4−ベンゼンジチオールを含む。第2表面修飾分子21は、一方のアミノ基又はチオール基を介して蛍光体1の第2ナノ粒子20表面に結合することができるとともに、他方のアミノ基又はチオール基を介して蛍光体結合層90と結合を形成することができる。
The second
蛍光体結合層90は、第2表面修飾分子21の官能基と結合を形成できる層であり、例えばアクリル系樹脂のような有機ポリマーからなる層、シリカゲルからなる層などであることができる。これらの材料を用いる場合、蛍光体結合層90と第2表面修飾分子21との結合は水素結合である。
The
第1及び第2表面修飾分子11,21を有する蛍光体1は、蛍光体層内おいて、蛍光体結合層90と第2ナノ粒子20とが、第1及び第2表面修飾分子11,21のうち、第2表面修飾分子21のみを介して結合されることによって、それぞれの蛍光体1の向きが揃うように配列される。その向きは、蛍光体結合層90側が第2ナノ粒子20となるような向きである。従って、蛍光体結合層90とは反対側の透明電極から蛍光体結合層90側透明電極に向かう方向の外部電界を印加することにより、上記第3の実施形態と同様の効果を奏することができるものである。
In the
第1及び第2表面修飾分子11,21を有する蛍光体1は、例えば次の方法によって製造することができる。まず、上述の方法によって第1ナノ粒子10を調製する。次に、得られた第1ナノ粒子10を含む液に、第2半導体結晶を形成する原料物質を少量加えるとともに、第1表面修飾分子11を加えて加熱し反応を行う。次いで、得られた第1表面修飾分子11を有する蛍光体1を含む液に、第2表面修飾分子21を加えて加熱混合する。
The
また、本実施形態に係る波長変換部材60、すなわち、蛍光体層内の蛍光体1における第2ナノ粒子20と蛍光体結合層90とが第2表面修飾分子21のみを介して結合を形成している波長変換部材60は、透明電極80の片面に形成した蛍光体結合層90上に、封止部材及び蛍光体1を含む塗工液を塗工することによって蛍光体層を形成する。この際、蛍光体1が有する第2表面修飾分子21は、例えば水素結合によって蛍光体結合層90と結合を形成する。最後に、もう一方の透明電極80を、蛍光体結合層90に対向する面に形成することにより波長変換部材60を得る。
Further, the
<第5の実施形態>
図5は、本実施形態に係る波長変換部材の一例を模式的に示す断面図である。本実施形態の波長変換部材60は、蛍光体層が第2表面修飾分子21の分子長が異なる蛍光体を含むこと以外は上記第4の実施形態と同様の構成を有している。図5に示される例において蛍光体層は、最も分子長の長い第2表面修飾分子21aを有する蛍光体と、分子長が中程度の第2表面修飾分子21bを有する蛍光体と、最も分子長の短い第2表面修飾分子21cを有する蛍光体とを含んでいる。
<Fifth Embodiment>
FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing an example of the wavelength conversion member according to the present embodiment. The
本発明においては発光装置としたときの透明性に鑑み、例えば一次光30を発する光源にLEDデバイスを用いるような場合においては、該光源は波長変換部材60の側面側、すなわち、透明電極80を有しない面から一次光を入射させることが好ましい。この場合、本実施形態のように蛍光体1が有する第2表面修飾分子21の分子長を異ならせることによって、蛍光体層が、蛍光体結合層90から第1ナノ粒子10までの距離が異なる蛍光体1を含む構成とすれば、分子長が同じ第2表面修飾分子21を有する蛍光体1のみを用いる場合と比較して、他の蛍光体1の後ろに隠れる蛍光体1の数が減少するため、蛍光体層内の蛍光体1に対してより効率的に一次光30を入射させることができる〔図5参照〕。また、蛍光体層全体にわたって均一に蛍光体1を分散させることが可能になるため、蛍光体層全体にわたる均一な発光が可能となる。
In the present invention, in view of transparency when a light emitting device is used, for example, in the case where an LED device is used as a light source that emits
なお、光源からの一次光30を透明電極80を有する面から入射させることもできる。この場合においても、本実施形態によれば、蛍光体層全体にわたって均一に蛍光体1が分散させているため、蛍光体層全体にわたる均一な発光が可能となる。
The
第2表面修飾分子21の分子長は、当該分子を構成する炭素鎖(例えばアルキル鎖)の炭素数を変えることによって調整することができる。
The molecular length of the second
<第6の実施形態>
図6は、本実施形態に係る波長変換部材の一例を模式的に示す断面図である。本実施形態の波長変換部材60のように、蛍光体結合層90に結合する蛍光体1に対して、表面修飾分子を利用して、さらに1又は2以上の蛍光体1を連結させることもできる。このような構成によれば、蛍光体層全体にわたって均一に蛍光体1を分散させることが可能になる。また、二次光(蛍光)の発光強度をさらに増大させることができるため、さらに高輝度の波長変換部材を実現することができる。
<Sixth Embodiment>
FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing an example of the wavelength conversion member according to the present embodiment. Like the
蛍光体1同士の連結を可能とするためには、第2表面修飾分子21としてジアミン分子、好ましくは両末端にアミノ基を有する分子が結合されており、第1ナノ粒子10の表面に結合させる表面修飾分子(第3表面修飾分子15)として、上記の第1表面修飾分子11の代わりに、アミノ基とカルボキシル基を有する分子、好ましくは一方端にアミノ基を有し、他方端にカルボキシル基を有する分子が結合された蛍光体1を用いればよい。このような表面修飾分子を用いることにより、蛍光体1が有する第3表面修飾分子15のカルボキシル基と、他の蛍光体1が有する第2表面修飾分子21のアミノ基との脱水縮合反応(アミド化)によって蛍光体1同士を連結させることができる。
In order to enable the
図6には、その第2表面修飾分子21を介して蛍光体結合層90と結合を形成している第1蛍光体と、その第2表面修飾分子21を介して第1蛍光体の第3表面修飾分子15と結合を形成している第2蛍光体と、その第2表面修飾分子21を介して第2蛍光体の第3表面修飾分子15と結合を形成している第3蛍光体とを含む例が示されている。
FIG. 6 shows a first phosphor that forms a bond with the phosphor-binding
本実施形態においても、上記第5の実施形態と同様に蛍光体層は、第2表面修飾分子21又は第3表面修飾分子15の分子長が異なる蛍光体1を含むことができる。
Also in the present embodiment, the phosphor layer can include the
<第7の実施形態>
図2を参照して、本実施形態は、一次光(励起光)30を発する光源50と、一次光30の少なくとも一部を吸収して二次光(蛍光)を発する上述の蛍光体1を含有する波長変換部材60とを含む発光装置に関する。本実施形態の発光装置は、本発明に係る蛍光体1を含有するものであるので、高い発光効率を示すとともに、可視光透過性に優れている。波長変換部材60は、上記第2〜6の実施形態のいずれであってもよい。
<Seventh Embodiment>
Referring to FIG. 2, the present embodiment includes a
光源(励起光源)50は、第1ナノ粒子10が吸収する一次光30を発するものである。一次光30は、第1ナノ粒子10の吸収波長と少なくとも一部において重複する発光ピーク波長を有する。このような一次光30を発する光源10として、紫外領域から青色領域までの発光波長を有する光源を好ましく使用することができ、例えば、発光ダイオード(LED)やレーザーダイオード(LD)等を使用することができる。また、有機エレクトロルミネッセンス発光素子や無機エレクトロルミネッセンス発光素子などを使用してもよい。LEDやLDとして、例えば、GaN系LEDやLDを好適に用いることができる。光源50は1個のみを用いてもよく、2個以上を併用してもよい。
The light source (excitation light source) 50 emits
<第8の実施形態>
図7は、本実施形態に係る発光装置の一例を模式的に示す図である。本実施形態の発光装置は、波長変換部材60が、蛍光体層を挟持する一対の透明電極を含んでおり、透明電極間に電圧をかけることで蛍光体層に対して外部電界を印加できるように構成されている点で上記第3〜第6の実施形態と同様であるが、波長変換部材60を複数の領域に分割し、その領域ごとに一対の透明電極によって印加する外部電界の大きさを異ならせることができるように構成している点に特徴を有している。
<Eighth Embodiment>
FIG. 7 is a diagram schematically illustrating an example of the light emitting device according to the present embodiment. In the light emitting device of the present embodiment, the
図7の例では、波長変換部材60を真ん中の領域である第1領域61と、それ以外の領域である第2領域に分割している。従って、図7の発光装置では、第1領域61と第2領域62に印加する外部電界の大きさを異ならせることにより第1領域61と第2領域62における発光の輝度を異ならせて、コントラストを生じさせることができる。例えば、第1領域61における外部電界をより大きくすることによって第1領域61からの発光の輝度をより大きくすることができる。勿論、いずれかの領域に外部電界を印加する一方、他のいずれかの領域には外部電界を印加しないようにもすることができる。このようなコントラストを利用して、発光装置に文字や図柄を描かせることも可能であり、照明装置に限らず、表示装置としても用いることができる。
In the example of FIG. 7, the
分割した各領域に印加する外部電界の大きさは、各分割領域にTFT(薄膜トランジスタ)を組み込むことで容易に制御することができる。 The magnitude of the external electric field applied to each divided region can be easily controlled by incorporating a TFT (thin film transistor) in each divided region.
<第9の実施形態>
図8は、本実施形態に係る発光装置の一例を模式的に示す図である。本実施形態の発光装置は、波長変換部材60が互いに異なる発光色を示す複数の領域を含むことを特徴としている。図8の例では、波長変換部材60は第1領域60a、第2領域60b、第3領域60c、第4領域60dの4つの領域に分割されており、それぞれが異なる色の二次光を発する。ただし、このような具体的態様に制限されず、本実施形態に係る発光装置は、異なる発光色を示す2以上の領域を含んでいればよい。
<Ninth Embodiment>
FIG. 8 is a diagram schematically illustrating an example of the light emitting device according to the present embodiment. The light emitting device of the present embodiment is characterized in that the
発光色を異ならせるには、上述のように、蛍光体1、とりわけ第2ナノ粒子20の粒径や組成を調整すればよい。
In order to make the emission colors different, the particle size and composition of the
また、デザイン性や表示性能を高めるために、上記第8の実施形態と組み合わせて、1つの領域をさらに分割して、その分割領域の間で外部電界の大きさを異ならせることによりコントラストを生じさせるようにしてもよい。 In addition, in order to improve the design and display performance, in combination with the above eighth embodiment, one region is further divided, and the contrast is generated by changing the magnitude of the external electric field between the divided regions. You may make it make it.
以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated in detail, this invention is not limited to these Examples.
<実施例1>
第1半導体結晶を形成する原料物質である、3mmolのヨウ化インジウム、7mmolのヨウ化ガリウム、及び50mmolのナトリウムアミドを、1−オクタデセンと混合し、200℃で熱分解反応を行って、In0.3Ga0.7Nからなる第1ナノ粒子を調製した(粒径20nm)。次に、得られた第1ナノ粒子を含む液に、第2半導体結晶を形成する原料物質である0.2mmolのトリス(ジメチルアミノ)インジウムを添加し、200℃で反応させることにより、第1ナノ粒子の表面に接合されたInNからなる第2ナノ粒子(粒径5nm)を形成して、蛍光体Aを得た。
<Example 1>
Is a raw material for forming the first semiconductor crystal, indium iodide of 3 mmol, gallium iodide of 7 mmol, and
なお、第1及び第2ナノ粒子の粒径は、透過型電子顕微鏡(TEM)を用いて測定した(以下同様)。得られた蛍光体Aを透過型電子顕微鏡(TEM)を用いて観察したところ、第1ナノ粒子に接合されている第2ナノ粒子の数は、第1ナノ粒子1個あたり、主として1個であった。蛍光体Aは、13族窒化物からなる青色発光素子を励起光源として用いることができ、特に外部量子効率の高い450nmの発光を効率よく吸収できた。また、InNからなる第2ナノ粒子は、発光波長が620nmとなるように粒径が調整されているため、赤色発光を示すことができた。 The particle size of the first and second nanoparticles was measured using a transmission electron microscope (TEM) (the same applies hereinafter). When the obtained phosphor A was observed using a transmission electron microscope (TEM), the number of second nanoparticles joined to the first nanoparticles was mainly one per first nanoparticle. there were. For the phosphor A, a blue light emitting element made of a group 13 nitride can be used as an excitation light source, and particularly, 450 nm light having a high external quantum efficiency can be efficiently absorbed. In addition, the second nanoparticles made of InN were able to exhibit red light emission because the particle size was adjusted so that the emission wavelength was 620 nm.
<実施例2>
第1半導体結晶を形成する原料物質である、3mmolのヨウ化インジウム、7mmolのヨウ化ガリウム、及び50mmolのナトリウムアミドを、1−オクタデセンと混合し、200℃で熱分解反応を行って、In0.3Ga0.7Nからなる第1ナノ粒子を調製した(粒径20nm)。次に、得られた第1ナノ粒子を含む液に、第2半導体結晶を形成する原料物質である0.2mmolのトリス(ジメチルアミノ)インジウムを添加するとともに、第1表面修飾分子である10mmolの1−ヘキサデカンチオールを添加し、200℃で反応させることにより、第1ナノ粒子の表面に接合されたInNからなる第2ナノ粒子(粒径5nm)を形成するとともに、第1ナノ粒子の表面に第1表面修飾分子を結合させた。次いで、得られた第1表面修飾分子を有する蛍光体を含む液に、第2表面修飾分子である0.2mmolの1,6−ジアミノヘキサンを添加し、150℃で反応させることにより、第1ナノ粒子の表面に第1表面修飾分子が結合され、第2ナノ粒子の表面に第2表面修飾分子が結合された蛍光体Bを得た。
<Example 2>
Is a raw material for forming the first semiconductor crystal, indium iodide of 3 mmol, gallium iodide of 7 mmol, and
得られた蛍光体Bを実施例1と同じ方法で観察したところ、第1ナノ粒子に接合されている第2ナノ粒子の数は、第1ナノ粒子1個あたり、主として1個であった。蛍光体Bは、13族窒化物からなる青色発光素子を励起光源として用いることができ、特に外部量子効率の高い405nmの発光を効率よく吸収できた。また、InNからなる第2ナノ粒子は、発光波長が620nmとなるように粒径が調整されているため、赤色発光を示すことができた。 When the obtained phosphor B was observed by the same method as in Example 1, the number of second nanoparticles bonded to the first nanoparticles was mainly one per first nanoparticle. For the phosphor B, a blue light emitting element made of a group 13 nitride can be used as an excitation light source, and particularly, 405 nm light having a high external quantum efficiency can be efficiently absorbed. In addition, the second nanoparticles made of InN were able to exhibit red light emission because the particle size was adjusted so that the emission wavelength was 620 nm.
<比較例1>
コアシェル構造の量子ドット蛍光体の市販品を準備した。コア部はCdSeからなり、その粒径は3nmである。シェル部はZnSからなり、その膜厚は20nmである。この蛍光体もまた、13族窒化物からなる青色発光素子を励起光源として用いることができ、405nmの発光を吸収でき、赤色発光を示す。
<Comparative Example 1>
A commercial product of a quantum dot phosphor having a core-shell structure was prepared. The core part is made of CdSe, and its particle size is 3 nm. The shell portion is made of ZnS and has a film thickness of 20 nm. This phosphor can also use a blue light emitting element made of a group 13 nitride as an excitation light source, can absorb 405 nm light, and emits red light.
実施例1で得られた蛍光体A及び比較例1の蛍光体について、堀場社製(ジョバインボン社製)の蛍光分光光度計を用いて波長620nmの光の発光強度〔a.u.(arbitrary unit)〕を測定した。結果を図9に示す。実施例1の発光強度は70、比較例1の発光強度は20であった。 With respect to the phosphor A obtained in Example 1 and the phosphor of Comparative Example 1, the emission intensity of light having a wavelength of 620 nm using a fluorescence spectrophotometer manufactured by Horiba (manufactured by Jobibain) [a. u. (Arbitrary unit)] was measured. The results are shown in FIG. The emission intensity of Example 1 was 70, and the emission intensity of Comparative Example 1 was 20.
<実施例3>
封止部材としてのアクリル系樹脂100重量部に実施例1の蛍光体Aを1重量部分散させた直方体形状の波長変換部材を作製した。
<Example 3>
A rectangular parallelepiped wavelength conversion member in which 1 part by weight of the phosphor A of Example 1 was dispersed in 100 parts by weight of an acrylic resin as a sealing member was produced.
<比較例2>
封止部材としてのアクリル系樹脂100重量部に比較例1の蛍光体を10重量部分散させた実施例3と同一形状の波長変換部材を作製した。なお、蛍光体の量を10重量部としたのは、波長変換部材としての波長620nmの光の発光強度を実施例3と同じにするためである。
<Comparative Example 2>
A wavelength conversion member having the same shape as in Example 3 was produced in which 10 parts by weight of the phosphor of Comparative Example 1 was dispersed in 100 parts by weight of an acrylic resin as a sealing member. The reason why the amount of the phosphor is 10 parts by weight is that the emission intensity of the light having a wavelength of 620 nm as the wavelength conversion member is the same as that of the third embodiment.
実施例3及び比較例2で得られた波長変換部材について、不使用時(非点灯時)における可視光透過率を、分光光度計を用いて測定した。結果を図10に示す。実施例3の可視光透過率は80%、比較例2の可視光透過率は20%であった。 About the wavelength conversion member obtained in Example 3 and Comparative Example 2, the visible light transmittance when not in use (when not lit) was measured using a spectrophotometer. The results are shown in FIG. The visible light transmittance of Example 3 was 80%, and the visible light transmittance of Comparative Example 2 was 20%.
<実施例4>
透明電極としての酸化インジウム・スズからなる層に、蛍光体結合層としてのシリカゲルからなる層を形成した。次に、封止部材としてのアクリル系樹脂100重量部及び実施例2の蛍光体Bを1重量部含有する塗工液を調製し、これを蛍光体結合層に塗工して蛍光体層(実施例3及び比較例2の波長変換部材と同一形状)を形成した。さらにこの蛍光体層の上に、対向する透明電極としての酸化インジウム・スズからなる層を形成して波長変換部材を得た。
<Example 4>
A layer made of silica gel as a phosphor binding layer was formed on the layer made of indium tin oxide as the transparent electrode. Next, a coating liquid containing 100 parts by weight of an acrylic resin as a sealing member and 1 part by weight of the phosphor B of Example 2 was prepared, and this was applied to the phosphor binding layer to form a phosphor layer ( The same shape as the wavelength conversion member of Example 3 and Comparative Example 2) was formed. Furthermore, a layer made of indium tin oxide as an opposing transparent electrode was formed on the phosphor layer to obtain a wavelength conversion member.
実施例3、実施例4及び比較例2で得られた波長変換部材について、堀場社製(ジョバインボン社製)の蛍光分光光度計を用いて波長620nmの光の発光強度〔a.u.(arbitrary unit)〕を測定した。結果を図11に示す。実施例3の発光強度は70、実施例4の発光強度は90、比較例2の発光強度は20であった。ここで、実施例4の発光強度は、蛍光体層に外部電界(100V、蛍光体結合層側の透明電極を正極とした。)を印加したときの数値である。 About the wavelength conversion member obtained in Example 3, Example 4, and Comparative Example 2, the emission intensity of light having a wavelength of 620 nm using a fluorescent spectrophotometer manufactured by Horiba (manufactured by Jobibainbon) [a. u. (Arbitrary unit)] was measured. The results are shown in FIG. The emission intensity of Example 3 was 70, the emission intensity of Example 4 was 90, and the emission intensity of Comparative Example 2 was 20. Here, the emission intensity of Example 4 is a numerical value when an external electric field (100 V, the transparent electrode on the phosphor binding layer side was used as a positive electrode) was applied to the phosphor layer.
1 蛍光体、10 第1ナノ粒子、11 第1表面修飾分子、15 第3表面修飾分子、20 第2ナノ粒子、21,21a,21b,21c 第2表面修飾分子、30 一次光(励起光)、40 二次光(蛍光)、50 光源、60 波長変換部材、60a,61 波長変換部材の第1領域、60b,62 波長変換部材の第2領域、60c 波長変換部材の第3領域、60d 波長変換部材の第4領域、70 可視光、70’ 波長変換部材を透過した可視光、80 透明電極、90 蛍光体結合層。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記第1ナノ粒子の表面の一部に接合され、前記第1半導体結晶とは異なる第2半導体結晶からなる第2ナノ粒子と、
を含む、蛍光体。 First nanoparticles comprising a first semiconductor crystal;
A second nanoparticle made of a second semiconductor crystal that is bonded to a part of the surface of the first nanoparticle and is different from the first semiconductor crystal;
Including a phosphor.
前記一次光の少なくとも一部を吸収して二次光を発する請求項3又は4に記載の波長変換部材と、
を含む、発光装置。 A light source that emits primary light;
The wavelength conversion member according to claim 3 or 4, which absorbs at least a part of the primary light and emits secondary light;
A light emitting device.
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Cited By (3)
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WO2018092644A1 (en) * | 2016-11-17 | 2018-05-24 | 日本電気硝子株式会社 | Inorganic nano fluorescent particle composite and wavelength converting member |
WO2018117134A1 (en) * | 2016-12-22 | 2018-06-28 | 住友化学株式会社 | Composition |
CN110431673A (en) * | 2017-03-17 | 2019-11-08 | 西博勒Ip I 私人有限公司 | Converter system |
-
2013
- 2013-10-30 JP JP2013225280A patent/JP2015086284A/en active Pending
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI738917B (en) * | 2016-11-17 | 2021-09-11 | 日商日本電氣硝子股份有限公司 | Inorganic nano phosphor particle composite and wavelength conversion member |
JP2018080272A (en) * | 2016-11-17 | 2018-05-24 | 日本電気硝子株式会社 | Inorganic nano phosphor particle complex and wavelength conversion member |
US11584887B2 (en) | 2016-11-17 | 2023-02-21 | Nippon Electric Glass Co., Ltd. | Inorganic nano fluorescent particle composite and wavelength converting member |
KR20190084869A (en) * | 2016-11-17 | 2019-07-17 | 니폰 덴키 가라스 가부시키가이샤 | Inorganic nanophosphor particle composite and wavelength converting member |
KR102477077B1 (en) * | 2016-11-17 | 2022-12-12 | 니폰 덴키 가라스 가부시키가이샤 | Inorganic nano-phosphor particle composite and wavelength conversion member |
WO2018092644A1 (en) * | 2016-11-17 | 2018-05-24 | 日本電気硝子株式会社 | Inorganic nano fluorescent particle composite and wavelength converting member |
CN110088229B (en) * | 2016-12-22 | 2022-06-17 | 住友化学株式会社 | Composition comprising a fatty acid ester and a fatty acid ester |
JPWO2018117134A1 (en) * | 2016-12-22 | 2019-10-31 | 住友化学株式会社 | Composition |
CN110088229A (en) * | 2016-12-22 | 2019-08-02 | 住友化学株式会社 | Composition |
WO2018117134A1 (en) * | 2016-12-22 | 2018-06-28 | 住友化学株式会社 | Composition |
JP2020515062A (en) * | 2017-03-17 | 2020-05-21 | シーボロー・アイピー・アイ.・ビー.ブイ.Seaborough Ip I. B.V. | Converter system |
CN110431673A (en) * | 2017-03-17 | 2019-11-08 | 西博勒Ip I 私人有限公司 | Converter system |
JP7263247B2 (en) | 2017-03-17 | 2023-04-24 | シーボロー・アイピー・アイ.・ビー.ブイ. | Converter system |
US11879085B2 (en) | 2017-03-17 | 2024-01-23 | Seaborough Ip I B.V. | Converter system |
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