JP2017017185A - Phosphor dispersion liquid supply body, method for transporting phosphor dispersion liquid using the same, and method for manufacturing light emitting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、蛍光体分散液供給体、及びこれを用いた蛍光体分散液の輸送方法、並びに発光装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a phosphor dispersion liquid supply body, a method for transporting a phosphor dispersion liquid using the same, and a method for manufacturing a light emitting device.
近年、白色LED装置は、従来の蛍光灯や白熱電灯の代替品として、実用化されている。白色LED装置の一例に、YAG等の黄色蛍光体粒子を窒化ガリウム(GaN)系の青色LED(Light Emitting Diode:発光ダイオード)素子の近傍に配置したものがある。この装置では、青色LED素子が出射する青色光と、青色光を受けて蛍光体が発する黄色光粒子とを混色して白色光を得る。 In recent years, white LED devices have been put into practical use as alternatives to conventional fluorescent lamps and incandescent lamps. An example of a white LED device is one in which yellow phosphor particles such as YAG are arranged in the vicinity of a gallium nitride (GaN) -based blue LED (Light Emitting Diode) element. In this apparatus, white light is obtained by mixing blue light emitted from a blue LED element and yellow light particles emitted from a phosphor upon receiving blue light.
通常、蛍光体粒子は、蛍光体分散液を発光素子上に塗布することで、発光素子近傍に配置される(例えば、特許文献1等)。このような蛍光体分散液は、金属製の容器やガラス製の容器、プラスチック製のボトル等に充填されて保存、輸送されるのが一般的である。 Usually, the phosphor particles are arranged in the vicinity of the light emitting element by applying a phosphor dispersion liquid onto the light emitting element (for example, Patent Document 1). In general, such a phosphor dispersion liquid is filled and stored and transported in a metal container, a glass container, a plastic bottle, or the like.
しかしながら、蛍光体粒子は、硬度が非常に硬い。そのため、蛍光体分散液を金属製の容器に保存したり、当該容器に充填して輸送すると、蛍光体粒子によって、金属製容器表面が削られて、蛍光体分散液に金属粉が混入することがあった。そこで、蛍光体分散液を樹脂製の袋等に充填して、保存、輸送することが提案されている(例えば特許文献2)。 However, the phosphor particles are very hard. Therefore, when the phosphor dispersion liquid is stored in a metal container or filled and transported, the surface of the metal container is scraped by the phosphor particles, and the metal powder is mixed into the phosphor dispersion liquid. was there. Thus, it has been proposed to store and transport the phosphor dispersion liquid in a resin bag or the like (for example, Patent Document 2).
上記特許文献2の方法によれば、蛍光体分散液への金属混入は防止できる。しかしながら、ガラス製や樹脂製の袋やボトル内に蛍光体分散液を保存したとしても、輸送時の振動等によって、蛍光体粒子に劣化が生じ、発光装置から出射される光の発光効率が低下する、という課題があった。
According to the method of
また、ボトルや袋等の容器に蛍光体分散液を保存した場合、蛍光体分散液の取り出し時に、蛍光体粒子が容器の内壁に付着して、容器内に残存しやすかった。保存容器に蛍光体粒子が残存すると、容器から取り出された蛍光体分散液中の蛍光体粒子の濃度が減少し、発光装置から出射される光の色度がばらつくことがあった。また、蛍光体粒子は高価であるため、コスト面からも、蛍光体粒子のロスを少なくすることが望まれている。 Further, when the phosphor dispersion liquid was stored in a container such as a bottle or bag, the phosphor particles adhered to the inner wall of the container and easily remained in the container when the phosphor dispersion liquid was taken out. If the phosphor particles remain in the storage container, the concentration of the phosphor particles in the phosphor dispersion liquid taken out from the container may decrease, and the chromaticity of light emitted from the light emitting device may vary. Moreover, since the phosphor particles are expensive, it is desired to reduce the loss of the phosphor particles from the viewpoint of cost.
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものである。すなわち本発明の目的は、蛍光体分散液の保存中に蛍光体の劣化が生じ難く、さらに容器内に蛍光体粒子が残り難い、蛍光体分散液供給体を提供する。 The present invention has been made in view of the above-described problems. That is, an object of the present invention is to provide a phosphor dispersion liquid supply body in which the phosphor does not easily deteriorate during storage of the phosphor dispersion liquid, and the phosphor particles hardly remain in the container.
すなわち、本発明の第一は、以下の蛍光体分散液供給体にある。
[1]一端にノズルを備えたバレル、及び前記バレルの他端から挿入され、かつ前記バレル内を摺動可能なプランジャを有するプラスチック製シリンジと、蛍光体粒子及び溶媒を含み、前記プラスチック製シリンジ内部に充填された蛍光体分散液とを有し、前記バレルの内壁及び前記プランジャの前記ノズルの側端部に囲まれた前記プラスチック製シリンジ内の中空の体積に対する、前記蛍光体分散液の体積が、90体積%以上である、蛍光体分散液供給体。
That is, the first of the present invention is the following phosphor dispersion liquid supply body.
[1] A barrel provided with a nozzle at one end, a plastic syringe having a plunger inserted from the other end of the barrel and slidable in the barrel, a phosphor particle and a solvent, and the plastic syringe A volume of the phosphor dispersion liquid with respect to a hollow volume in the plastic syringe surrounded by an inner wall of the barrel and a side end portion of the nozzle of the plunger. However, the phosphor dispersion liquid supply body is 90 volume% or more.
[2]前記プラスチック製シリンジ内の中空の体積に対する、前記蛍光体分散液の体積が、95体積%以上である、[1]に記載の蛍光体分散液供給体。
[3]前記蛍光体分散液の振動式粘度計により測定される25℃における粘度が80〜2000mPa・sである、[1]または[2]に記載の蛍光体分散液供給体。
[4]前記蛍光体分散液が、無機粒子及び粘土鉱物のうち少なくとも一方をさらに含む、[1]〜[3]のいずれかに記載の蛍光体分散液供給体。
[2] The phosphor dispersion liquid supply body according to [1], wherein the volume of the phosphor dispersion liquid is 95% by volume or more with respect to the hollow volume in the plastic syringe.
[3] The phosphor dispersion liquid supplier according to [1] or [2], wherein the phosphor dispersion has a viscosity at 25 ° C. of 80 to 2000 mPa · s measured by a vibration viscometer.
[4] The phosphor dispersion supply body according to any one of [1] to [3], wherein the phosphor dispersion liquid further includes at least one of inorganic particles and clay minerals.
本発明の第二は、以下の蛍光体分散液の輸送方法及び発光装置の製造方法に関する。
[5]前記[1]〜[4]のいずれかに記載の蛍光体分散液供給体を用いた蛍光体分散液の輸送方法。
[6]基板と、前記基板上に配置された発光素子と、前記発光素子上に形成された蛍光体含有層とを有する発光装置の製造方法であって、[1]〜[4]のいずれかに記載の蛍光体分散液供給体を塗布装置に設置し、前記蛍光体分散液供給体の前記ノズルから吐出された前記蛍光体液により、前記発光素子上に前記蛍光体含有層を形成する工程、を含む、発光装置の製造方法。
The second of the present invention relates to the following phosphor dispersion transport method and light emitting device production method.
[5] A method for transporting a phosphor dispersion using the phosphor dispersion supplier according to any one of [1] to [4].
[6] A method for manufacturing a light emitting device comprising a substrate, a light emitting element disposed on the substrate, and a phosphor-containing layer formed on the light emitting element, wherein any one of [1] to [4] Installing the phosphor dispersion liquid supply body according to claim 1 in a coating apparatus, and forming the phosphor-containing layer on the light emitting element by the phosphor liquid discharged from the nozzle of the phosphor dispersion liquid supply body. A method for manufacturing a light emitting device.
本発明の蛍光体分散液供給体によれば、蛍光体分散液の保存中や輸送中に蛍光体粒子が劣化し難い。さらに、蛍光体粒子のロスが少なく、蛍光体分散液中の蛍光体粒子の濃度を一定に保つこともできる。 According to the phosphor dispersion liquid supply body of the present invention, the phosphor particles are unlikely to deteriorate during storage or transportation of the phosphor dispersion liquid. Furthermore, the loss of the phosphor particles is small, and the concentration of the phosphor particles in the phosphor dispersion liquid can be kept constant.
以下、本発明を詳細に説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内であれば種々に変更して実施することができる。なお、本願において、数値範囲を表す「〜」は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail. However, the present invention is not limited to the following embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. In addition, in this application, "-" showing a numerical range is used by the meaning containing the numerical value described before and behind that as a lower limit and an upper limit.
1.蛍光体分散液供給体
本発明の蛍光体分散液供給体の一例の概略断面図を図1に示す。本発明の蛍光体分散液供給体は、プラスチック製シリンジ1と、当該プラスチック製シリンジ1内に充填された蛍光体分散液2とを有する。プラスチック製シリンジ1は、一端にノズル1bを備えたバレル1aと、バレル1aの他端側からバレル1a内に挿入されたプランジャ1cとを有する。
1. Phosphor dispersion liquid supply body A schematic cross-sectional view of an example of the phosphor dispersion liquid supply body of the present invention is shown in FIG. The phosphor dispersion liquid supply body of the present invention has a plastic syringe 1 and a
また、本発明の蛍光体分散液供給体では、バレル1aの内壁と、プランジャ1cのノズル1b側の端部(図中、1c’で表される面)とに囲まれたプラスチック製シリンジ1内の中空の体積に対する、蛍光体分散液2の体積が、90体積%以上であり、好ましくは95体積%以上である。つまり、プラスチック製シリンジ1内に空隙が少なく、蛍光体分散液2の充填率が非常に高い。
In the phosphor dispersion liquid supply body of the present invention, the inside of the plastic syringe 1 surrounded by the inner wall of the
前述のように、従来、蛍光体分散液は各種ボトルや袋等の保存容器に充填され、保存、輸送されていた。しかしながら、当該方法では、保存、輸送中に蛍光体粒子が劣化することがあった。その結果、当該蛍光体分散液を用いて作製した発光装置からの発光効率が低下する、との課題があった。蛍光体粒子の劣化は、蛍光体分散液の保存、輸送時の振動等によって蛍光体粒子同士が衝突することに起因すると推察される。 As described above, the phosphor dispersion liquid has been conventionally filled in storage containers such as various bottles and bags, and stored and transported. However, in this method, the phosphor particles may be deteriorated during storage and transportation. As a result, there was a problem that the light emission efficiency from the light emitting device manufactured using the phosphor dispersion liquid was lowered. It is assumed that the deterioration of the phosphor particles is caused by the phosphor particles colliding with each other due to the storage of the phosphor dispersion liquid, vibration during transportation, and the like.
また、従来の保存容器では、蛍光体分散液を取り出す際に、容器内に蛍光体粒子が残存しやすい、との課題もあった。蛍光体粒子は高価であり、蛍光体粒子が容器内に残存することは、コストの観点からも好ましくない。またさらに、容器内に蛍光体粒子が残存すると、取り出し後の蛍光体分散液中の蛍光体粒子の濃度が低下し、発光装置からの光の色度がばらつくことがあった。 Further, the conventional storage container has a problem that the phosphor particles are likely to remain in the container when the phosphor dispersion liquid is taken out. The phosphor particles are expensive, and it is not preferable from the viewpoint of cost that the phosphor particles remain in the container. Furthermore, if the phosphor particles remain in the container, the concentration of the phosphor particles in the phosphor dispersion liquid after taking out may decrease, and the chromaticity of light from the light emitting device may vary.
これに対し、本発明の蛍光体分散液供給体では、前述のように、プラスチック製シリンジ1内に蛍光体分散液が高い充填率で充填される。そのため、蛍光体分散液供給体の保存、輸送時に蛍光体分散液供給体が振動したとしても、プラスチック製シリンジ1内部で蛍光体分散液2が流動し難い。その結果、蛍光体分散液2内で蛍光体粒子どうしが衝突し難く、蛍光体分散液2を高品質なまま保持することができる。
In contrast, in the phosphor dispersion liquid supply body of the present invention, as described above, the phosphor dispersion liquid is filled into the plastic syringe 1 at a high filling rate. For this reason, even if the phosphor dispersion liquid supply body vibrates during storage and transportation of the phosphor dispersion liquid supply body, the
またさらに、本発明の蛍光体分散液供給体では、容器がプラスチック製シリンジ1であるため、プランジャ1cの位置によって、蛍光体分散液2の充填量を自由に設定できる。さらに、蛍光体分散液の使用時には、プランジャ1cの摺動によって蛍光体分散液を押し出すため、蛍光体分散液2(特に蛍光体粒子)が容器(プラスチック製シリンジ1)内に残存し難く、蛍光体粒子のロスが少ない。
Furthermore, in the phosphor dispersion liquid supply body of the present invention, since the container is the plastic syringe 1, the filling amount of the
またさらに、本発明の蛍光体分散液供給体では、蛍光体分散液2の使用直前に、プランジャ1cをノズル1aとは反対側に摺動させることで、プラスチック製シリンジ1の中空の体積を広げ、蛍光体分散液2をプラスチック製シリンジ1ごと、振とう攪拌することも可能である。以下、本発明の蛍光体分散液供給体における、プラスチック製シリンジ及び蛍光体分散液について、詳しく説明する。
Furthermore, in the phosphor dispersion liquid supply body of the present invention, the hollow volume of the plastic syringe 1 is expanded by sliding the
1−1.プラスチック製シリンジ
前述のように、プラスチック製シリンジは、一端にノズルを備えたバレルと、バレルの他端に挿入されたプランジャとを有する。当該プラスチック製シリンジは、蛍光体分散液を充填及び吐出可能であれば、その形状は特に制限されない。例えば、プラスチック製シリンジのノズルの吐出口を塞ぎ、蛍光体分散液の漏出を抑制するキャップをさらに有してもよい。
1-1. Plastic Syringe As described above, a plastic syringe has a barrel having a nozzle at one end and a plunger inserted at the other end of the barrel. The shape of the plastic syringe is not particularly limited as long as the phosphor dispersion liquid can be filled and discharged. For example, you may further have a cap which plugs the discharge port of the nozzle of a plastic syringe and suppresses the leakage of the phosphor dispersion liquid.
上記バレルは、一端にノズルを備え、かつ蛍光体分散液を内部に保持することが可能な中空構造を有するものであればよい。バレルは、例えば、円筒状のバレル本体と、当該バレル本体に連通するノズルとを含む構造体等でありうる。ノズルとバレル本体とは、一体に成形されていてもよく、別々に成形されたものが連結されて、一体化されたものであってもよい。また、バレル本体のノズルとは反対側(他端側)の端部は、プランジャ挿入のため、通常開放端とされる。なお、バレル本体は、他端側にプランジャ抜け落ち防止のための機構等を備えていてもよい。また、バレル本体の他端側の外周には、指を掛けるためのフランジ等が形成されていてもよい。 The said barrel should just have a hollow structure which equips one end with a nozzle and can hold | maintain a fluorescent substance dispersion liquid inside. The barrel may be, for example, a structure including a cylindrical barrel body and a nozzle communicating with the barrel body. The nozzle and the barrel main body may be integrally formed, or may be integrally formed by connecting separately formed ones. Moreover, the end of the barrel body opposite to the nozzle (the other end) is normally an open end for inserting the plunger. The barrel main body may be provided with a mechanism for preventing the plunger from falling off on the other end side. Moreover, the flange etc. for hooking a finger may be formed in the outer periphery of the other end side of a barrel main body.
なお、バレル本体の内径や長さによって、プラスチック製シリンジへの蛍光体分散液の最大収容量が定まるが、当該内径や長さは、蛍光体分散液供給体の使用形態等に応じて適宜選択される。通常、プラスチック製シリンジの蛍光体分散液の最大収容量は1〜50mlであり、好ましくは2〜20mlである。 The maximum capacity of the phosphor dispersion liquid in the plastic syringe is determined by the inner diameter and length of the barrel body. The inner diameter and length are appropriately selected according to the usage form of the phosphor dispersion liquid supply body. Is done. Usually, the maximum capacity of the phosphor dispersion liquid in the plastic syringe is 1 to 50 ml, preferably 2 to 20 ml.
また、上記ノズルの形状は、蛍光体分散液を吐出可能であれば特に制限されず、円筒状であってもよく、テーパー筒状であってもよい。また、ノズルの外周には、ノズル先端を封止するためのキャップと螺合可能なネジ溝等を有してもよい。 The shape of the nozzle is not particularly limited as long as the phosphor dispersion liquid can be discharged, and may be cylindrical or tapered. Moreover, you may have the thread groove etc. which can be screwed together with the cap for sealing the nozzle front-end | tip on the outer periphery of a nozzle.
上記バレル(バレル本体及びノズル)の材質は、蛍光体分散液に含まれる溶媒によって侵食されない材料であれば特に制限されないが、水蒸気透過性が低く、かつ衝撃強度等が優れる材料であることが好ましい。具体的には、ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィン系材料;ポリスチレン、ポリエステル等であることが好ましい。 The material of the barrel (barrel body and nozzle) is not particularly limited as long as it is a material that is not eroded by the solvent contained in the phosphor dispersion liquid, but is preferably a material having low water vapor permeability and excellent impact strength. . Specifically, polyolefin materials such as polypropylene and polyethylene; polystyrene, polyester and the like are preferable.
一方、バレル内に挿入されるプランジャの形状は、バレル本体内部を摺動可能であり、かつ蛍光体分散液を効率良く押出し可能な形状であれば特に制限されず、一般的なプラスチック製シリンジのプランジャと同様でありうる。なお、プランジャのノズル側端部には、ガスケットが装着されていてもよい。プランジャの先端にガスケットが装着されていると、プラスチック製シリンジ内の気密性が保たれやすく、蛍光体分散液をより確実に押し出すことができる。ガスケットの形状も特に制限されず、一般的なプラスチック製シリンジのガスケットと同様の形状でありうる。なお、プランジャの先端にガスケットが装着されている場合、前述の「バレルの内壁と、プランジャのノズル側の端部とに囲まれたプラスチック製シリンジ内の中空の体積」とは、「バレルの内壁と、ガスケットのノズル側端部とに囲まれたプラスチック製シリンジ内の中空の体積」を意味する。 On the other hand, the shape of the plunger inserted into the barrel is not particularly limited as long as it is slidable inside the barrel body and can efficiently extrude the phosphor dispersion liquid. It can be similar to a plunger. A gasket may be attached to the nozzle side end of the plunger. When the gasket is attached to the tip of the plunger, the airtightness in the plastic syringe is easily maintained, and the phosphor dispersion liquid can be pushed out more reliably. The shape of the gasket is not particularly limited, and may be the same shape as that of a general plastic syringe gasket. When the gasket is attached to the tip of the plunger, the above-mentioned “hollow volume in the plastic syringe surrounded by the inner wall of the barrel and the end of the plunger on the nozzle side” means “the inner wall of the barrel. And a hollow volume in a plastic syringe surrounded by the nozzle side end of the gasket.
上記プランジャの材質は、衝撃強度に優れる材料であることが好ましく、ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィン系材料;ポリスチレン、ポリエステル等であることが好ましい。プランジャの材質は、バレルと同一であってもよく、異なっていてもよい。また、ガスケットの材質は、ガスケットをバレル内壁に密着させるとの観点から、柔軟性が高いことが好ましく、加硫ゴムや熱可塑性エラストマー等であることが好ましい。 The material of the plunger is preferably a material excellent in impact strength, and is preferably a polyolefin-based material such as polypropylene or polyethylene; polystyrene, polyester or the like. The material of the plunger may be the same as or different from the barrel. In addition, the material of the gasket is preferably highly flexible from the viewpoint of bringing the gasket into close contact with the inner wall of the barrel, and is preferably vulcanized rubber or thermoplastic elastomer.
前述のように、プラスチック製シリンジは、ノズル先端を封止するキャップを有していてもよい。プラスチック製シリンジがキャップを有すると、蛍光体分散液の保存時または輸送時に蛍光体分散液の漏出が抑制されるだけでなく、溶媒の揮発や変質等も抑制される。キャップの形状は、上記ノズルの内周、もしくは外周に密着し、蛍光体分散液の漏出等を抑制可能な形状であれば特に制限されない。特に、蛍光体分散液供給体の輸送時や保存時にキャップがノズルから抜け落ちることを防止するため、キャップがノズルの外周面に形成されたネジ溝と螺合する構造を有することが特に好ましい。キャップの材質は特に制限されず、例えばバレルの材質と同一の材質からなるもの等でありうる。 As described above, the plastic syringe may have a cap that seals the nozzle tip. When the plastic syringe has a cap, not only leakage of the phosphor dispersion liquid is suppressed during storage or transportation of the phosphor dispersion liquid, but also volatilization and alteration of the solvent are suppressed. The shape of the cap is not particularly limited as long as it is in close contact with the inner periphery or outer periphery of the nozzle and can suppress the leakage of the phosphor dispersion liquid. In particular, in order to prevent the cap from falling off the nozzle during transportation or storage of the phosphor dispersion liquid supply body, it is particularly preferable to have a structure in which the cap is screwed into a thread groove formed on the outer peripheral surface of the nozzle. The material of the cap is not particularly limited, and may be made of the same material as that of the barrel, for example.
なお、上記プラスチック製シリンジは、蛍光体分散液の吐出後、蛍光体分散液を再度充填して使用されるものであってもよく、蛍光体分散液の吐出後、廃棄されるものであってもよい。 The plastic syringe may be used after the phosphor dispersion liquid is discharged and refilled with the phosphor dispersion liquid, and is discarded after the phosphor dispersion liquid is discharged. Also good.
1−2.蛍光体分散液
蛍光体分散液には、蛍光体粒子及び溶媒が含まれる。蛍光体分散液には、必要に応じて、無機粒子または粘土鉱物が含まれてもよい。蛍光体分散液には、さらにバインダ成分が含まれてもよい。
1-2. Phosphor dispersion liquid The phosphor dispersion liquid contains phosphor particles and a solvent. The phosphor dispersion liquid may contain inorganic particles or clay mineral as necessary. The phosphor dispersion liquid may further contain a binder component.
蛍光体分散液の振動式粘度計により測定される25℃での粘度は80〜2000mPa・sであることが好ましく、より好ましくは200〜1000mPa・sであり、さらに好ましくは300〜800mPa・sである。蛍光体分散液の粘度が80mPa・s以上であると、蛍光体分散液供給体内での蛍光体分散液の流動を緩やかにすることができる。したがって、蛍光体分散液供給体の輸送時に加わる振動等によって、蛍光体粒子どうしが衝突することを抑制できる。 The viscosity at 25 ° C. of the phosphor dispersion is preferably 80 to 2000 mPa · s, more preferably 200 to 1000 mPa · s, and still more preferably 300 to 800 mPa · s. is there. When the viscosity of the phosphor dispersion liquid is 80 mPa · s or more, the flow of the phosphor dispersion liquid in the phosphor dispersion supply body can be moderated. Therefore, it is possible to suppress the phosphor particles from colliding with each other due to vibrations applied during transportation of the phosphor dispersion liquid supply body.
上記粘度は、振動式粘度計(例えばCBC社製VM−10A等)の振動子を蛍光体分散液に浸漬してから1分後に測定した値である。粘度は、蛍光体分散液に含まれる溶媒の量や、粘土鉱物粒子の量、無機粒子の量等で調整される。 The viscosity is a value measured 1 minute after the vibrator of a vibration viscometer (for example, VM-10A manufactured by CBC) is immersed in the phosphor dispersion. The viscosity is adjusted by the amount of solvent contained in the phosphor dispersion, the amount of clay mineral particles, the amount of inorganic particles, and the like.
(蛍光体粒子)
蛍光体粒子は、特定波長の光により励起されて、当該特定波長とは異なる波長の蛍光を発するものであればよい。例えば、黄色の蛍光を発する蛍光体粒子の例には、YAG(イットリウム・アルミニウム・ガーネット)系蛍光体等がある。YAG系蛍光体は、青色の光(波長420nm〜485nm)を受けて、黄色の蛍光(波長550nm〜650nm)を発する。
(Phosphor particles)
The phosphor particles only need to be excited by light having a specific wavelength and emit fluorescence having a wavelength different from the specific wavelength. For example, examples of phosphor particles that emit yellow fluorescence include YAG (yttrium, aluminum, garnet) phosphors. The YAG phosphor receives blue light (wavelength 420 nm to 485 nm) and emits yellow fluorescence (wavelength 550 nm to 650 nm).
蛍光体粒子は、例えば1)所定の組成を有する混合原料に、フラックス(フッ化アンモニウム等のフッ化物)を適量混合して加圧し、これを成形体とする。そして、2)得られた成形体を坩堝に詰め、空気中で1350〜1450℃の温度範囲で、2〜5時間焼成し、焼結体とすること等で得られる。 The phosphor particles are, for example, 1) A suitable amount of flux (fluoride such as ammonium fluoride) is mixed with a mixed raw material having a predetermined composition and pressed to form a molded body. 2) The obtained molded body is packed in a crucible and fired in air at a temperature range of 1350 to 1450 ° C. for 2 to 5 hours to obtain a sintered body.
上記所定の組成を有する混合原料は、Y、Gd、Ce、Sm、Al、La、Ga等の酸化物、または高温で容易に酸化物となる化合物を、化学両論比で十分に混合して得られる。また、所定の組成を有する混合原料は、1)Y、Gd、Ce、Smの希土類元素を化学両論比で酸に溶解した溶液と、シュウ酸とを混合し、共沈酸化物を得る。2)この共沈酸化物と、酸化アルミニウム、または酸化ガリウムとを混合しても得られる。 The mixed raw material having the above predetermined composition is obtained by sufficiently mixing oxides such as Y, Gd, Ce, Sm, Al, La, and Ga, or compounds that easily become oxides at high temperatures in a stoichiometric ratio. It is done. Moreover, the mixed raw material which has a predetermined composition mixes the solution which dissolved 1) the rare earth elements of Y, Gd, Ce, and Sm in the acid in stoichiometric ratio, and oxalic acid, and obtains a coprecipitation oxide. 2) It can also be obtained by mixing this coprecipitated oxide with aluminum oxide or gallium oxide.
なお、蛍光体粒子の種類は、YAG系蛍光体に限定されるものではなく、例えばTAG(テルビウム・アルミニウム・ガーネット)系蛍光体、サイアロン(SiAlON)系蛍光体、BOS(バリウム・オルソシリケート)系蛍光体等、他の蛍光体であってもよい。 The types of phosphor particles are not limited to YAG phosphors. For example, TAG (terbium, aluminum, garnet) phosphors, sialon (SiAlON) phosphors, and BOS (barium orthosilicate) phosphors. Other phosphors such as a phosphor may be used.
蛍光体粒子の平均粒径は1μm〜50μmであることが好ましく、20μm以下であることがより好ましい。蛍光体粒子の粒径が大きいほど発光効率(波長変換効率)が高くなる。一方、蛍光体粒子の粒径が大きすぎると、蛍光体分散液から得られる蛍光体含有層において、蛍光体粒子と蛍光体粒子との隙間が大きくなり、蛍光体含有層の強度が低下しやすい。蛍光体粒子の平均粒径は、レーザー回折式粒度分布計で測定されるD50の値をいう。レーザー回折式粒度分布測定装置の例には、島津製作所製のレーザー回折式粒度分布測定装置等がある。 The average particle diameter of the phosphor particles is preferably 1 μm to 50 μm, and more preferably 20 μm or less. The larger the particle size of the phosphor particles, the higher the light emission efficiency (wavelength conversion efficiency). On the other hand, if the particle size of the phosphor particles is too large, in the phosphor-containing layer obtained from the phosphor dispersion liquid, the gap between the phosphor particles and the phosphor particles becomes large, and the strength of the phosphor-containing layer tends to decrease. . The average particle diameter of the phosphor particles refers to the value of D50 measured with a laser diffraction particle size distribution meter. Examples of the laser diffraction particle size distribution measuring device include a laser diffraction particle size distribution measuring device manufactured by Shimadzu Corporation.
蛍光体分散液中に含まれる蛍光体粒子の量は、蛍光体分散液全体に対して2〜95質量%であることが好ましく、より好ましくは10〜85質量%である。蛍光体粒子の量が10質量%以上であると、蛍光体分散液の塗布によって、十分な量の蛍光体粒子を塗布することができる。一方で、蛍光体粒子の量が85質量%以下であると、蛍光体分散液の流動性が良好となり、蛍光体分散液がプラスチック製シリンジから吐出されやすくなる。 The amount of the phosphor particles contained in the phosphor dispersion is preferably 2 to 95% by mass, more preferably 10 to 85% by mass with respect to the entire phosphor dispersion. When the amount of the phosphor particles is 10% by mass or more, a sufficient amount of the phosphor particles can be applied by applying the phosphor dispersion liquid. On the other hand, when the amount of the phosphor particles is 85% by mass or less, the fluidity of the phosphor dispersion liquid is improved, and the phosphor dispersion liquid is easily discharged from the plastic syringe.
(溶媒)
蛍光体分散液には、溶媒が含まれる。溶媒は、蛍光体粒子を均一に分散可能であれば、特に制限されないが、沸点が250℃以下の溶媒であることが好ましい。溶媒の沸点が250℃以下であると、蛍光体分散液の塗布後、効率良く溶媒を除去して、蛍光体分散液を乾燥させることができる。
(solvent)
The phosphor dispersion liquid contains a solvent. The solvent is not particularly limited as long as the phosphor particles can be uniformly dispersed, but a solvent having a boiling point of 250 ° C. or lower is preferable. When the boiling point of the solvent is 250 ° C. or lower, the solvent can be efficiently removed after the phosphor dispersion is applied, and the phosphor dispersion can be dried.
蛍光体分散液に含まれる溶媒の例として、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等のモノアルコール;エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、グリセリン、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール等の多価アルコールが挙げられる。蛍光体分散液には、溶媒が一種のみ含まれてもよく、二種以上含まれてもよい。 Examples of the solvent contained in the phosphor dispersion liquid include monoalcohols such as methanol, ethanol, propanol, and butanol; various solvents such as ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, glycerin, 1,3-butanediol, and 1,4-butanediol. And monohydric alcohols. The phosphor dispersion liquid may contain only one kind of solvent, or two or more kinds.
また、溶媒の一つとして、水が含まれてもよい。蛍光体分散液に水と後述の粘土鉱物とが含まれると、粘土鉱物の構造内に水が入り込んで、蛍光体分散液の粘度が高まりやすくなる。 Moreover, water may be contained as one of the solvents. When water and a clay mineral described later are contained in the phosphor dispersion liquid, water enters the structure of the clay mineral and the viscosity of the phosphor dispersion liquid is likely to increase.
蛍光体分散液に含まれる溶媒の総量は、蛍光体分散液全体の所望の粘度に応じて適宜設定される。通常、蛍光体分散液に含まれる溶媒の総量は、蛍光体分散液全体に対して5〜98質量%であり、好ましくは15〜90質量%である。 The total amount of the solvent contained in the phosphor dispersion liquid is appropriately set according to the desired viscosity of the entire phosphor dispersion liquid. Usually, the total amount of the solvent contained in the phosphor dispersion is 5 to 98% by mass, preferably 15 to 90% by mass with respect to the entire phosphor dispersion.
(無機粒子)
蛍光体分散液には、無機粒子がさらに含まれてもよい。蛍光体分散液に無機粒子が含まれると、蛍光体分散液の粘度が高まり、蛍光体粒子どうしの衝突が抑制される。また、蛍光体分散液から形成される蛍光体含有層において、蛍光体粒子どうしの隙間が無機粒子によって埋まり、層の強度が高まる。
(Inorganic particles)
The phosphor dispersion liquid may further contain inorganic particles. When inorganic particles are contained in the phosphor dispersion liquid, the viscosity of the phosphor dispersion liquid increases and collision between the phosphor particles is suppressed. Further, in the phosphor-containing layer formed from the phosphor dispersion liquid, the gap between the phosphor particles is filled with inorganic particles, and the strength of the layer is increased.
無機粒子の例には、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化チタンおよび酸化亜鉛などの酸化物微粒子、フッ化マグネシウムなどのフッ化物微粒子等が含まれる。蛍光体分散液に、無機粒子は1種のみ含まれてもよく、2種以上含まれていてもよい。 Examples of the inorganic particles include oxide fine particles such as silicon oxide, aluminum oxide, zirconium oxide, titanium oxide and zinc oxide, fluoride fine particles such as magnesium fluoride, and the like. In the phosphor dispersion liquid, only one kind of inorganic particles may be contained, or two or more kinds thereof may be contained.
無機粒子の表面は、シランカップリング剤やチタンカップリング剤で処理されていてもよい。無機粒子の表面が処理されていると、蛍光体分散液において、無機粒子が均一に分散されやすくなる。 The surface of the inorganic particles may be treated with a silane coupling agent or a titanium coupling agent. When the surface of the inorganic particles is treated, the inorganic particles are easily dispersed uniformly in the phosphor dispersion liquid.
無機粒子の平均粒径は、0.001μm〜50μmであることが好ましい。無機粒子の平均粒径が50μm以下であると、蛍光体分散液の増粘効果や、層の強度向上効果が得られやすい。無機粒子の平均粒径は、例えばコールターカウンター法によって測定される。 The average particle diameter of the inorganic particles is preferably 0.001 μm to 50 μm. When the average particle size of the inorganic particles is 50 μm or less, it is easy to obtain a thickening effect of the phosphor dispersion and an effect of improving the strength of the layer. The average particle diameter of the inorganic particles is measured by, for example, a Coulter counter method.
蛍光体分散液中に含まれる無機粒子の量は、蛍光体分散液の全質量に対して、1〜20質量%であることが好ましく、より好ましくは2〜5質量%である。無機粒子の量が1質量%以上であれば、前述の増粘効果や層の強度向上効果が十分に得られやすい。一方、無機粒子の量が20質量%以下であると、相対的に蛍光体粒子の量が多くなり、蛍光体分散液から得られる層において、十分な蛍光が得られやすい。 The amount of inorganic particles contained in the phosphor dispersion is preferably 1 to 20% by mass, more preferably 2 to 5% by mass with respect to the total mass of the phosphor dispersion. If the amount of the inorganic particles is 1% by mass or more, the above-described thickening effect and layer strength improvement effect can be sufficiently obtained. On the other hand, when the amount of the inorganic particles is 20% by mass or less, the amount of the phosphor particles is relatively increased, and sufficient fluorescence is easily obtained in the layer obtained from the phosphor dispersion liquid.
(粘土鉱物)
粘土鉱物が蛍光体分散液に含まれると、蛍光体分散液の粘度が高まり、蛍光体粒子どうしの衝突が抑制される。さらに、蛍光体分散液を塗布して得られる層の強度が高まる。
(Clay mineral)
When clay mineral is contained in the phosphor dispersion liquid, the viscosity of the phosphor dispersion liquid increases, and collision between the phosphor particles is suppressed. Furthermore, the strength of the layer obtained by applying the phosphor dispersion liquid is increased.
粘土鉱物の例には、層状ケイ酸塩鉱物、イモゴライト、アロフェン等が含まれる。層状ケイ酸塩鉱物は、雲母構造、カオリナイト構造、スメクタイト構造などの構造を有する膨潤性粘土鉱物であることが好ましく、膨潤性に富むスメクタイト構造を有する粘土鉱物がより好ましい。 Examples of clay minerals include layered silicate minerals, imogolite, allophane and the like. The layered silicate mineral is preferably a swellable clay mineral having a mica structure, a kaolinite structure, a smectite structure, or the like, and more preferably a clay mineral having a smectite structure rich in swelling properties.
層状ケイ酸塩鉱物等、層状の粘土鉱物は、蛍光体分散液中で、カードハウス構造を形成する。そのため、層状ケイ酸塩鉱物が少量含まれるだけで、蛍光体分散液の粘度が大幅に高まる。また、層状ケイ酸塩鉱物は平板状を呈するため、蛍光体分散液から得られる層の膜強度も高まる。 Layered clay minerals such as layered silicate minerals form a card house structure in the phosphor dispersion. Therefore, the viscosity of the phosphor dispersion liquid is significantly increased only by containing a small amount of the layered silicate mineral. Further, since the layered silicate mineral has a flat plate shape, the film strength of the layer obtained from the phosphor dispersion liquid is also increased.
層状ケイ酸塩鉱物の例には、天然または合成の、ヘクトライト、サポナイト、スチブンサイト、ハイデライト、モンモリロナイト、ノントライト、ベントナイト等のスメクタイト族粘土鉱物や、Na型テトラシリシックフッ素雲母、Li型テトラシリシックフッ素雲母、Na型フッ素テニオライト、Li型フッ素テニオライト等の膨潤性雲母族粘土鉱物およびバーミキュラライトやカオリナイト、またはこれらの混合物が含まれる。 Examples of layered silicate minerals include natural or synthetic hectrite, saponite, stevensite, hydelite, montmorillonite, nontrinite, bentonite, and other smectite group clay minerals, Na-type tetralithic fluoric mica, Li-type tetrasilicate. Examples include swellable mica group clay minerals such as thick fluorine mica, Na-type fluorine teniolite, Li-type fluorine teniolite, vermiculite and kaolinite, or a mixture thereof.
粘土鉱物の市販品の例には、ラポナイトXLG(英国、ラポート社製合成ヘクトライト類似物質)、ラポナイトRD(英国、ラポート社製合成ヘクトライト類似物質)、サーマビス(独国、ヘンケル社製合成ヘクトライト類似物質)、スメクトンSA−1(クニミネ工業(株)製サポナイト類似物質)、ベンゲル(ホージュン(株)販売の天然ベントナイト)、クニピアF(クニミネ工業(株)販売の天然モンモリロナイト)、ビーガム(米国、バンダービルト社製の天然ヘクトライト)、ダイモナイト(トピー工業(株)製の合成膨潤性雲母)、ソマシフ(コープケミカル(株)製の合成膨潤性雲母)、SWN(コープケミカル(株)製の合成スメクタイト)、SWF(コープケミカル(株)製の合成スメクタイト)等が含まれる。 Examples of commercial products of clay minerals include Laponite XLG (synthetic hectorite analogues manufactured by LaPorte, UK), Laponite RD (synthetic hectorite analogues manufactured by LaPorte, UK), Thermabis (Synthetic hectorite, Henkel, Germany) Light-like substance), smecton SA-1 (saponite-like substance manufactured by Kunimine Industry Co., Ltd.), Bengel (natural bentonite sold by Hojun Co., Ltd.), Kunipia F (natural montmorillonite sold by Kunimine Industry Co., Ltd.), Veegum (USA) , Natural hectorite manufactured by Vanderbilt), Daimonite (synthetic swellable mica manufactured by Topy Industries, Ltd.), Somasif (synthetic swellable mica manufactured by Coop Chemical Co., Ltd.), SWN (manufactured by Coop Chemical Co., Ltd.) Synthetic smectite), SWF (synthetic smectite manufactured by Coop Chemical Co., Ltd.) and the like.
粘土鉱物の表面は、アンモニウム塩等で修飾(表面処理)されていてもよい。粘土鉱物が、表面処理されていると、蛍光体分散液中での粘土鉱物の分散性が高まる。 The surface of the clay mineral may be modified (surface treatment) with an ammonium salt or the like. When the clay mineral is surface-treated, the dispersibility of the clay mineral in the phosphor dispersion liquid increases.
蛍光体分散液に含まれる粘土鉱物の量は、蛍光体分散液の全質量に対して0.1〜7質量%であることが好ましく、より好ましくは2〜5質量%である。粘土鉱物の含有量が0.1質量%以上であると、蛍光体分散液の粘度が十分に高まる。一方、粘土鉱物の量が7質量%以下であれば、蛍光体分散液の粘度が過度に高まらず、蛍光体分散液がプラスチック製シリンジから吐出されやすくなる。 The amount of the clay mineral contained in the phosphor dispersion liquid is preferably 0.1 to 7% by mass, more preferably 2 to 5% by mass with respect to the total mass of the phosphor dispersion liquid. When the clay mineral content is 0.1% by mass or more, the viscosity of the phosphor dispersion liquid is sufficiently increased. On the other hand, when the amount of the clay mineral is 7% by mass or less, the viscosity of the phosphor dispersion liquid is not excessively increased, and the phosphor dispersion liquid is easily discharged from the plastic syringe.
(バインダ成分)
蛍光体分散液には、さらにバインダ成分が含まれてもよい。蛍光体分散液にバインダ成分が含まれると、蛍光体分散液から得られる蛍光体含有層において、蛍光体粒子等がバインダ成分により結着される。その結果、蛍光体含有層の強度が高まるとの観点から好ましい。一方で、蛍光体粒子と共に、反応性の高いバインダ成分が含まれると、蛍光体分散液の保存安定性が低くなることがある。したがって、保存安定性の観点からは、蛍光体分散液にバインダ成分が含まれないことが好ましい。
(Binder component)
The phosphor dispersion liquid may further contain a binder component. When the binder component is contained in the phosphor dispersion liquid, phosphor particles and the like are bound by the binder component in the phosphor-containing layer obtained from the phosphor dispersion liquid. As a result, it is preferable from the viewpoint that the strength of the phosphor-containing layer is increased. On the other hand, when a highly reactive binder component is contained together with the phosphor particles, the storage stability of the phosphor dispersion liquid may be lowered. Therefore, from the viewpoint of storage stability, it is preferable that the phosphor dispersion liquid does not contain a binder component.
蛍光体分散液に含まれ得るバインダ成分としては、透明樹脂やその前駆体、透光性セラミック前駆体等でありうる。バインダ成分でありうる透明樹脂やその前駆体としては、例えばシリコーン樹脂及びエポキシ樹脂等が挙げられる。 The binder component that can be contained in the phosphor dispersion liquid may be a transparent resin, a precursor thereof, a translucent ceramic precursor, or the like. Examples of the transparent resin that can be a binder component and its precursor include a silicone resin and an epoxy resin.
一方、バインダ成分でありうる透光性セラミック前駆体は、公知のアルコキシシランモノマーまたはそのオリゴマー、ポリシラザンオリゴマー等でありうる。これらは加水分解・重縮合されてポリシロキサンとなるものであれば特に制限されない。 On the other hand, the translucent ceramic precursor that may be a binder component may be a known alkoxysilane monomer or an oligomer thereof, a polysilazane oligomer, or the like. These are not particularly limited as long as they are hydrolyzed and polycondensed to form polysiloxane.
蛍光体分散液にバインダ成分が含まれる場合、バインダ成分の量は、蛍光体分散液全量に対して10〜50質量%であることが好ましく、より好ましくは20〜40質量%である。バインダ成分の量が10質量%以上であると、蛍光体粒子等が十分に結着されやすくなる。一方、バインダ成分の量が50質量%以下であると、相対的に蛍光体粒子等の量が十分に多くなる。 When a binder component is contained in the phosphor dispersion, the amount of the binder component is preferably 10 to 50% by mass, more preferably 20 to 40% by mass with respect to the total amount of the phosphor dispersion. When the amount of the binder component is 10% by mass or more, the phosphor particles and the like are sufficiently bound. On the other hand, when the amount of the binder component is 50% by mass or less, the amount of phosphor particles and the like is relatively large.
・蛍光体分散液の調製方法
蛍光体分散液は、溶媒に、蛍光体粒子や、粘土鉱物、無機粒子、バインダ成分等を混合し、撹拌することで得られる。混合液の撹拌は、例えば、撹拌ミル、ブレード混練撹拌装置、薄膜旋回型分散機などで行うことができる。撹拌条件を調整することでも、蛍光体分散液の粘度を調整できる。
-Preparation method of phosphor dispersion liquid The phosphor dispersion liquid is obtained by mixing phosphor particles, clay minerals, inorganic particles, binder components and the like in a solvent and stirring them. Agitation of the mixed liquid can be performed, for example, with an agitation mill, a blade kneading and agitation device, a thin-film swirl disperser, or the like. The viscosity of the phosphor dispersion liquid can also be adjusted by adjusting the stirring conditions.
蛍光体分散溶液を製造するための撹拌装置は、公知のものでありうる。例えば、ウルトラタラックス(IKAジャパン社製)、TKオートホモミクサー(プライミクス社製)、TKパイプラインホモミクサー(プライミクス社製)、TKフィルミックス(プライミクス社製)、クレアミックス(エム・テクニック社製)、クレアSS5(エム・テクニック社製)、キャビトロン(ユーロテック社製)、ファインフローミル(太平洋機工社製)のようなメディアレス撹拌機;ビスコミル(アイメックス製)、アペックスミル(寿工業社製)、スターミル(アシザワ、ファインテック社製)、DCPスーパーフロー(日本アイリッヒ社製)、エムピーミル(井上製作所社製)、スパイクミル(井上製作所社製)、マイティーミル(井上製作所社製)、SCミル(三井鉱山社製)などのメディア攪拌機;アルティマイザー(スギノマシン社製)、ナノマイザー(吉田機械社製)、NANO3000(美粒社製)などの高圧衝撃式分散装置が挙げられる。また、攪拌装置の例には、スターラーやスリーワンモーター、超音波分散装置等も含まれる。 A stirrer for producing the phosphor dispersion solution may be a known one. For example, Ultra Thalax (manufactured by IKA Japan), TK auto homomixer (manufactured by Primics), TK pipeline homomixer (manufactured by Primix), TK Philmix (manufactured by Primics), Claremix (manufactured by M Technique) ), Claire SS5 (manufactured by M Technique), Cavitron (manufactured by Eurotech), medialess stirrer such as Fine Flow Mill (manufactured by Taiheiyo Kiko); Viscomill (manufactured by IMEX), Apex Mill (manufactured by Kotobuki Industries) ), Star Mill (Ashizawa, Finetech), DCP Super Flow (Nihon Eirich), MP Mill (Inoue), Spike Mill (Inoue), Mighty Mill (Inoue), SC Mill Media stirrer such as Mitsui Mining Co .; Optimizer (Sugino Machine Ltd.), Nanomizer (manufactured by Yoshida Kikai), and a high-pressure impact type dispersing device such as NANO 3000 (manufactured by Bitsubusha). Examples of the stirring device include a stirrer, a three-one motor, an ultrasonic dispersion device, and the like.
なお、蛍光体粒子は、非常に硬い粒子であるため、攪拌装置と蛍光体分散液とが接する部分の摩耗、及びこれに伴う摩耗粉の混入を避けることが好ましい。具体的には、攪拌装置と蛍光体分散液とが接する部分の材質を、チタニア、ジルコニア、アルミナ等のセラミックや、シリコーンカーバイドとすることが挙げられる。また、接液部分を、チタン系酸化物、クロム系窒化物、ダイアモンド・ライク・カーボンでコートすることも好ましい。 In addition, since the phosphor particles are very hard particles, it is preferable to avoid wear of a portion where the stirrer and the phosphor dispersion liquid are in contact with each other, and mixing of wear powder associated therewith. Specifically, the material of the portion where the stirrer and the phosphor dispersion are in contact with each other may be ceramic such as titania, zirconia, alumina, or silicone carbide. It is also preferable to coat the wetted part with titanium-based oxide, chromium-based nitride, diamond-like carbon.
1−3.蛍光体分散液のプラスチック製シリンジへの充填
前述のプラスチック製シリンジのバレル内部への蛍光体分散液の充填方法は特に制限されない。例えば、ノズル先端をキャップ等で封止し、バレル本体の開放端側から蛍光体分散液を注入してもよく、バレルのノズル側から注入してもよい。
1-3. Filling the phosphor dispersion liquid into the plastic syringe The method of filling the phosphor dispersion liquid into the barrel of the plastic syringe is not particularly limited. For example, the tip of the nozzle may be sealed with a cap or the like, and the phosphor dispersion liquid may be injected from the open end side of the barrel body, or may be injected from the nozzle side of the barrel.
ここで、本発明の蛍光体分散液供給体では、前述のように、プラスチック製シリンジのバレルとプランジャとで囲まれた中空の体積に対する、プラスチック製シリンジ内に充填された蛍光体分散液の体積の割合が90体積%以上である。当該充填率を達成するため、蛍光体分散液の注入後、バレル内に存在する空気をノズルから押し出すことが好ましい。 Here, in the phosphor dispersion liquid supply body of the present invention, as described above, the volume of the phosphor dispersion liquid filled in the plastic syringe with respect to the hollow volume surrounded by the barrel and plunger of the plastic syringe. Is 90 volume% or more. In order to achieve the filling rate, it is preferable to push out the air present in the barrel from the nozzle after the injection of the phosphor dispersion liquid.
1−4.蛍光体分散液供給体の保存、輸送
前述のように、本発明の蛍光体分散液供給体では、保存時や輸送時に蛍光体分散液供給体が振動したとしても、蛍光体分散液がプラスチック製シリンジ内で流動し難い。したがって、蛍光体分散液供給体の輸送方法は特に制限されず、車輌や船舶、飛行機等、いずれの輸送方法にも対応可能である。また、保存時、及び輸送時に蛍光体粒子が沈殿したとしても、プランジャをノズルとは反対側に摺動させることで、プラスチック製シリンジ内の体積を広げ、振とう攪拌することが可能である。さらに、容器がプラスチック製であるため、耐衝撃性も高い。したがって、本発明の蛍光体分散液供給体は、どのような向きで保存、輸送してもよい。
1-4. Storage and Transport of Phosphor Dispersion Supply Body As described above, in the phosphor dispersion liquid supply body of the present invention, even when the phosphor dispersion liquid supply body vibrates during storage or transportation, the phosphor dispersion liquid is made of plastic. Difficult to flow in syringe. Therefore, the transportation method of the phosphor dispersion liquid supply body is not particularly limited, and any transportation method such as a vehicle, a ship, and an airplane can be supported. Further, even if the phosphor particles are precipitated during storage and transportation, it is possible to expand the volume in the plastic syringe and to shake and agitate by sliding the plunger to the side opposite to the nozzle. Furthermore, since the container is made of plastic, impact resistance is also high. Therefore, the phosphor dispersion liquid supply body of the present invention may be stored and transported in any orientation.
2.蛍光体分散液供給体を用いた発光装置の製造方法
前述の蛍光体分散液供給体に充填された蛍光体分散液は、発光装置の蛍光体含有層形成用の組成物として有用である。以下、LED装置の製造方法を例に、蛍光体分散液供給体を用いた蛍光体含有層の形成方法を説明するが、本発明は、当該方法に制限されるものではない。
2. Method for producing light-emitting device using phosphor dispersion liquid supply body The phosphor dispersion liquid filled in the phosphor dispersion liquid supply body described above is useful as a composition for forming a phosphor-containing layer of a light-emitting device. Hereinafter, a method for forming a phosphor-containing layer using a phosphor dispersion liquid supply body will be described using a method for manufacturing an LED device as an example, but the present invention is not limited to this method.
LED装置の一例を図2に示す。図2に示すLED装置100には、基板10と、当該基板10上に配置されたLED素子11と、LED素子11を覆うように形成された蛍光体含有層12とが含まれる。そして、このようなLED装置100の製造方法には、以下の2つの工程が少なくとも含まれる。
1)LED素子(発光素子)が配置された基板を準備する工程
2)前述の蛍光体分散液供給体を塗布装置に設置し、前記蛍光体分散液供給体のプラスチック製シリンジのノズルから直接、もしくは塗布装置を介して、蛍光体分散液をLED素子(発光素子)上に吐出し、当該蛍光体分散液を固化させる工程
An example of the LED device is shown in FIG. The
1) Step of preparing a substrate on which an LED element (light emitting element) is arranged 2) The phosphor dispersion liquid supply body described above is installed in a coating apparatus, and directly from a nozzle of a plastic syringe of the phosphor dispersion liquid supply body, Alternatively, the step of discharging the phosphor dispersion liquid onto the LED element (light emitting element) via the coating device and solidifying the phosphor dispersion liquid.
なお、LED装置の製造方法には、必要に応じて、蛍光体含有層上に、さらに蛍光体粒子等を結着させるためのバインダもしくはその前駆体を塗布する工程等が含まれてもよい。 In addition, the manufacturing method of an LED device may include a step of applying a binder for binding phosphor particles or the like or a precursor thereof on the phosphor-containing layer as necessary.
2−1.LED素子が配置された基板の準備
まず、LED素子が配置された基板を準備する。本発明の製造方法において、LED素子が配置された基板は、市販のものであってもよいが、金属配線を有する基板上にLED素子を配置し、これらを電気的に接続する工程を行ってもよい。金属配線を有する基板は、所望の形状のリードフレームと、樹脂とを一体成型することで得られる。
2-1. Preparation of substrate on which LED elements are arranged First, a substrate on which LED elements are arranged is prepared. In the manufacturing method of the present invention, the substrate on which the LED elements are arranged may be commercially available, but the step of arranging the LED elements on the substrate having metal wiring and electrically connecting them is performed. Also good. A substrate having metal wiring can be obtained by integrally molding a lead frame having a desired shape and a resin.
金属配線と発光素子との接続方法は特に制限されず、例えば図2に示されるように、突起電極14を介して金属配線13と発光素子11とを接続してもよく、金属ワイヤ(図示せず)等を介して接続してもよい。
The connection method between the metal wiring and the light emitting element is not particularly limited. For example, as shown in FIG. 2, the
ここで、基板は、図2に示されるように、キャビティを有していてもよいが、平板状であってもよい。基板は、セラミック樹脂や耐熱性樹脂からなるものでありうる。耐熱性樹脂の例には、液晶ポリマー、ポリフェニレンスルフィド、芳香族ナイロン、エポキシ樹脂、硬質シリコーンレジン、ポリフタル酸アミド等が含まれる。 Here, as shown in FIG. 2, the substrate may have a cavity, but may have a flat plate shape. The substrate can be made of a ceramic resin or a heat resistant resin. Examples of the heat resistant resin include liquid crystal polymer, polyphenylene sulfide, aromatic nylon, epoxy resin, hard silicone resin, polyphthalic acid amide and the like.
また基板には、無機フィラーが含まれていてもよい。無機フィラーは、酸化チタン、酸化亜鉛、アルミナ、シリカ、チタン酸バリウム、リン酸カルシウム、炭酸カルシウム、ホワイトカーボン、タルク、炭酸マグネシウム、窒化ホウ素、グラスファイバー等でありうる。 Further, the substrate may contain an inorganic filler. The inorganic filler can be titanium oxide, zinc oxide, alumina, silica, barium titanate, calcium phosphate, calcium carbonate, white carbon, talc, magnesium carbonate, boron nitride, glass fiber, and the like.
また、基板上に配置するLED素子が出射する光の波長は特に制限されず、前述の蛍光体の励起波長に応じて適宜選択される。LED素子は、例えば青色光(420nm〜485nm程度の光)を発する素子であってもよく、紫外光を発する素子であってもよい。またさらに、緑色光や赤色光等を発する素子であってもよい。 Further, the wavelength of the light emitted from the LED element arranged on the substrate is not particularly limited, and is appropriately selected according to the excitation wavelength of the phosphor. The LED element may be, for example, an element that emits blue light (light of about 420 nm to 485 nm) or an element that emits ultraviolet light. Furthermore, an element that emits green light, red light, or the like may be used.
LED素子の構成は、LED素子の種類に応じて適宜選択され、LED素子が、青色光を発する素子である場合、LED素子は、n−GaN系化合物半導体層(クラッド層)と、InGaN系化合物半導体層(発光層)と、p−GaN系化合物半導体層(クラッド層)と、透明電極層とを含む積層体等とすることができる。 The configuration of the LED element is appropriately selected according to the type of the LED element. When the LED element is an element that emits blue light, the LED element includes an n-GaN compound semiconductor layer (cladding layer) and an InGaN compound. A laminate including a semiconductor layer (light emitting layer), a p-GaN-based compound semiconductor layer (cladding layer), and a transparent electrode layer can be used.
また、LED素子の形状は特に制限されず、例えば200〜300μm×200〜300μmの発光面を有する直方体状の素子でありうる。なお、LED素子の高さは、通常50〜200μm程度である。また、LED素子は、上面だけでなく、側面や底面からも光が取り出されるものであってもよい。なお、図2に示される発光装置100には、基板10に1つのLED素子11のみが配置しているが、基板10に複数のLED素子11を配置してもよい。
The shape of the LED element is not particularly limited, and may be a rectangular parallelepiped element having a light emitting surface of 200 to 300 μm × 200 to 300 μm, for example. In addition, the height of an LED element is about 50-200 micrometers normally. Further, the LED element may be one in which light is extracted not only from the top surface but also from the side surface and the bottom surface. In the
2−2.蛍光体含有液の塗布
前述のLED素子を覆うように、前述の蛍光体分散液供給体から蛍光体分散液を吐出し、蛍光体含有層を形成する。このとき、蛍光体分散液供給体を塗布装置に設置し、蛍光体分散液供給体のノズルから直接、LED素子上に蛍光体分散液を塗布してもよい。また、塗布装置内の塗布液タンクに蛍光体分散液を充填し、塗布装置が有するディスペンサやスプレーノズル、インクジェットノズル等を用いて、蛍光体分散液を塗布してもよい。
2-2. Application of Phosphor-Containing Liquid A phosphor-dispersing liquid is discharged from the above-mentioned phosphor-dispersing liquid supply body so as to cover the above-described LED element, thereby forming a phosphor-containing layer. At this time, the phosphor dispersion liquid supply body may be installed in the coating apparatus, and the phosphor dispersion liquid may be coated directly on the LED element from the nozzle of the phosphor dispersion liquid supply body. Alternatively, the phosphor dispersion liquid may be filled in a coating liquid tank in the coating apparatus, and the phosphor dispersion liquid may be applied using a dispenser, a spray nozzle, an inkjet nozzle, or the like included in the coating apparatus.
ここで、蛍光体分散液の吐出直前に、蛍光体分散液供給体のプラスチック製シリンジのプランジャをバレルの開放端側、つまりノズルとは反対側に移動させることで、プラスチック製シリンジ内の空間を広げ、蛍光体分散液を振とう攪拌する作業を行ってもよい。 Here, immediately before the phosphor dispersion liquid is discharged, the plunger of the plastic syringe of the phosphor dispersion liquid supply body is moved to the open end side of the barrel, that is, the side opposite to the nozzle, so that the space in the plastic syringe is reduced. An operation of spreading and stirring the phosphor dispersion liquid may be performed.
また、蛍光体分散液の塗布量は、LED装置の種類や所望の蛍光体含有層の厚み等に応じて適宜選択される。蛍光体分散液の乾燥後の塗膜の厚みは通常、5〜200μm程度が好ましく、より好ましくは10〜200μmであり、さらに好ましくは10〜100μmである。蛍光体粒子を含む蛍光体含有層の厚みが上記範囲であると、LED素子からの光を蛍光体粒子によって、十分に波長変換することができる。蛍光体含有層の厚みは、LED素子の発光面上に形成された膜の最大厚みを意味する。当該厚みはレーザホロゲージで測定される。 Moreover, the coating amount of the phosphor dispersion liquid is appropriately selected according to the type of the LED device, the thickness of the desired phosphor-containing layer, and the like. The thickness of the coating film after drying of the phosphor dispersion is usually preferably about 5 to 200 μm, more preferably 10 to 200 μm, and still more preferably 10 to 100 μm. When the thickness of the phosphor-containing layer containing the phosphor particles is within the above range, the wavelength of light from the LED element can be sufficiently converted by the phosphor particles. The thickness of the phosphor-containing layer means the maximum thickness of the film formed on the light emitting surface of the LED element. The thickness is measured with a laser holo gauge.
蛍光体分散液の塗布後、蛍光体含有液中の溶媒を乾燥させる。蛍光体分散液を乾燥させる際の温度は、通常20〜200℃であり、好ましくは25〜150℃である。20℃未満であると、十分に乾燥できない可能性がある。一方、200℃を超えると、LED素子に影響を及ぼす場合がある。また、乾燥時間は、製造効率の面から、通常0.1分〜1時間であり、好ましくは0.5分〜30分である。また、蛍光体分散液に透光性セラミック前駆体等のバインダ成分が含まれる場合には、これを硬化させる。たとえば、バインダ成分がアルコキシシランモノマーまたはそのオリゴマーである場合、加熱温度は100℃以上であることが好ましく、より好ましくは150〜300℃である。加熱温度が100℃未満であると、アルコキシシラン等の脱水縮合時に生じる水分を十分に除去できず、蛍光体含有層の耐光性等が低下する可能性がある。 After application of the phosphor dispersion liquid, the solvent in the phosphor-containing liquid is dried. The temperature at which the phosphor dispersion liquid is dried is usually 20 to 200 ° C, and preferably 25 to 150 ° C. If it is lower than 20 ° C., there is a possibility that it cannot be sufficiently dried. On the other hand, if it exceeds 200 ° C., the LED element may be affected. Moreover, drying time is 0.1 minutes-1 hour normally from the surface of manufacturing efficiency, Preferably it is 0.5 minutes-30 minutes. Moreover, when binder components, such as a translucent ceramic precursor, are contained in a fluorescent substance dispersion liquid, this is hardened. For example, when the binder component is an alkoxysilane monomer or an oligomer thereof, the heating temperature is preferably 100 ° C. or higher, more preferably 150 to 300 ° C. If the heating temperature is less than 100 ° C., moisture generated during dehydration condensation of alkoxysilane or the like cannot be sufficiently removed, and the light resistance of the phosphor-containing layer may be lowered.
一方、蛍光体分散液に含まれるバインダ成分がポリシラザンオリゴマーである場合には、170〜230nmの範囲の波長成分を含むVUV放射線(例えばエキシマ光)を塗膜に照射して硬化させた後、さらに加熱硬化を行うことが好ましい。蛍光体含有層が緻密な膜となり、得られるLED装置の耐湿性が高まりやすい。 On the other hand, when the binder component contained in the phosphor dispersion liquid is a polysilazane oligomer, the coating film is irradiated with VUV radiation (eg, excimer light) containing a wavelength component in the range of 170 to 230 nm, and then further cured. It is preferable to perform heat curing. The phosphor-containing layer becomes a dense film, and the moisture resistance of the obtained LED device tends to increase.
なお、上記では蛍光体分散液供給体から取り出した蛍光体分散液を、そのままLED素子上に塗布する方法を説明したが、必要に応じて蛍光体分散液を溶媒で希釈したり、その他の成分と混合してから、LED素子上に塗布してもよい。 In the above description, the method of applying the phosphor dispersion liquid taken out from the phosphor dispersion supply body directly onto the LED element has been described. However, if necessary, the phosphor dispersion liquid may be diluted with a solvent or other components may be used. It may be applied on the LED element after being mixed.
2−3.バインダまたはバインダ前駆体の塗布
本発明のLED装置の製造方法では、上記蛍光体分散液にバインダ成分が含まれない場合、蛍光体分散液を塗布して得られる蛍光体含有層の蛍光体粒子等を結着させるためのバインダやその前駆体を塗布する工程を有してもよい。
2-3. Application of Binder or Binder Precursor In the LED device manufacturing method of the present invention, when the phosphor dispersion liquid does not contain a binder component, the phosphor particles in the phosphor-containing layer obtained by applying the phosphor dispersion liquid, etc. You may have the process of apply | coating the binder for binding, or its precursor.
具体的には、前述の蛍光体含有層上に、透明樹脂やその前駆体、透光性セラミック前駆体等のバインダ成分と、溶媒とを含むバインダ形成用組成物を塗布し、硬化させることで、蛍光体粒子等を結着させることができる。バインダ成分でありうる透明樹脂やその前駆体としては、例えばシリコーン樹脂及びエポキシ樹脂等が挙げられる。 Specifically, a binder forming composition containing a binder component such as a transparent resin, a precursor thereof, and a translucent ceramic precursor, and a solvent is applied onto the phosphor-containing layer and cured. The phosphor particles can be bound. Examples of the transparent resin that can be a binder component and its precursor include a silicone resin and an epoxy resin.
一方、バインダ成分でありうる透光性セラミック前駆体は、公知のアルコキシシランモノマーまたはそのオリゴマー、ポリシラザンオリゴマー等でありうる。これらは加水分解・重縮合されてポリシロキサンとなるものであれば特に制限されない。 On the other hand, the translucent ceramic precursor that may be a binder component may be a known alkoxysilane monomer or an oligomer thereof, a polysilazane oligomer, or the like. These are not particularly limited as long as they are hydrolyzed and polycondensed to form polysiloxane.
また、バインダ成分が前述の透明樹脂またはその前駆体である場合、溶媒はトルエン、キシレンなどの炭化水素類;アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン類;ジエチルエーテル、テトラヒドロフランなどのエーテル類、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチルアセテートなどのエステル類等でありうる。一方、バインダ成分が透光性セラミック前駆体である場合、溶媒は1価のアルコール、2価以上の多価アルコール、エステル系溶媒等でありうる。 When the binder component is the above-mentioned transparent resin or a precursor thereof, the solvent is hydrocarbons such as toluene and xylene; ketones such as acetone and methyl ethyl ketone; ethers such as diethyl ether and tetrahydrofuran; propylene glycol monomethyl ether acetate And esters such as ethyl acetate. On the other hand, when the binder component is a translucent ceramic precursor, the solvent may be a monovalent alcohol, a divalent or higher polyhydric alcohol, an ester solvent, and the like.
バインダ形成用組成物の塗布方法は、バインダ成分の種類等により適宜選択され、例えばディスペンサー塗布やスプレー塗布等でありうる。また、バインダ形成用組成物の塗布後、必要に応じて、バインダ形成用組成物を硬化させる。バインダ形成用組成物の硬化方法や硬化条件は、樹脂の種類により適宜選択される。硬化方法の一例として、加熱硬化が挙げられる。 The method for applying the binder-forming composition is appropriately selected depending on the type of the binder component, and can be, for example, dispenser application or spray application. Moreover, the composition for binder formation is hardened as needed after application | coating of the composition for binder formation. The curing method and curing conditions of the binder forming composition are appropriately selected depending on the type of resin. An example of the curing method is heat curing.
以下、本発明を実施例により更に詳細に説明する。しかしながら、本発明の範囲はこれによって何ら制限されない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the scope of the present invention is not limited by this.
[材料]
蛍光体分散液の調製に用いた材料は以下の通りである。
・蛍光体粒子
YAG系蛍光体:YAG 450C(根本特殊化学社製)
クロロ酸窒化ケイ素バリウムストロンチウム系蛍光体:ASK−23(根本特殊化学社製)
オルソシリケート系蛍光体:EY4254(Intematix Corporation社製)
・溶媒
1−BuOH(1−ブタノール)
PG(プロピレングリコール)
・粘土鉱物粒子
スメクトンSA(サポナイト、クニミネ社製)
・無機粒子
AEROSIL RX300(シリカ、日本アエロジル社製)
・バインダ成分
KBM13(メチルトリメトキシシラン、KBM13:信越化学工業社製)
[material]
The materials used for preparing the phosphor dispersion are as follows.
-Phosphor particles YAG phosphor: YAG 450C (manufactured by Nemoto Special Chemical Co., Ltd.)
Silicon chlorooxynitride barium strontium-based phosphor: ASK-23 (manufactured by Nemoto Special Chemical Co., Ltd.)
Orthosilicate phosphor: EY4254 (manufactured by Intematix Corporation)
・ Solvent 1-BuOH (1-butanol)
PG (propylene glycol)
・ Clay mineral particles Smecton SA (Saponite, manufactured by Kunimine)
・ Inorganic particles AEROSIL RX300 (silica, manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.)
・ Binder component KBM13 (Methyltrimethoxysilane, KBM13: Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)
[蛍光体分散液の調製]
下記の表1に示す質量比で、各材料を混合し、超音波分散装置により15分間分散させて、蛍光体分散液A〜Iを得た。蛍光体分散液の粘度は、25℃にて、振動式粘度計(CBC社製:VM−10A)にて、振動子を1分間浸漬してから、測定した。
[Preparation of phosphor dispersion]
The materials were mixed at a mass ratio shown in Table 1 below, and dispersed for 15 minutes by an ultrasonic dispersion device to obtain phosphor dispersions A to I. The viscosity of the phosphor dispersion was measured after the vibrator was immersed for 1 minute with a vibration viscometer (manufactured by CBC: VM-10A) at 25 ° C.
[蛍光体分散液供給体の作製]
各蛍光体分散液を、下記表2に示すプラスチック製シリンジに、特定の液量ずつ、充填し、蛍光体分散液供給体を得た。充填率は、プラスチック製シリンジのバレル内壁とプランジャのノズル側端部とから形成される中空の体積と、プラスチック製シリンジ内に充填した蛍光体分散液の体積との比率から算出した。
[Preparation of phosphor dispersion liquid supply body]
Each phosphor dispersion liquid was filled into a plastic syringe shown in Table 2 below in a specific amount to obtain a phosphor dispersion liquid supply body. The filling rate was calculated from the ratio between the hollow volume formed by the inner wall of the barrel of the plastic syringe and the nozzle side end of the plunger and the volume of the phosphor dispersion filled in the plastic syringe.
なお、プラスチック製シリンジは、以下のものを用いた。
・2mlプラスチック製シリンジ:Henke Sass Wolf社製、商品名HSW NORM−JECTシリンジ)
・10mlプラスチック製シリンジ:Henke Sass Wolf社製、商品名HSW NORM−JECTシリンジ)
・20mlプラスチック製シリンジ:Henke Sass Wolf社製、商品名HSW NORM−JECTシリンジ)
・10mlプラスチック製シリンジ(ガスケットあり):テルモ社製
・8mlプラスチック製ボトル:PSスクリュー管瓶
The following plastic syringes were used.
・ 2ml plastic syringe: Henke Sass Wolf, trade name HSW NORM-JECT syringe)
-10 ml plastic syringe: Henke Sass Wolf, trade name HSW NORM-JECT syringe)
・ 20ml plastic syringe: Henke Sass Wolf, trade name HSW NORM-JECT syringe)
・ 10ml plastic syringe (with gasket): Terumo ・ 8ml plastic bottle: PS screw tube
[評価]
各蛍光体分散液供給体の残渣量、及び全光束低下率は、以下のように測定した。
(残渣量)
蛍光体分散液充填前のプラスチック製シリンジの質量と、蛍光体分散液吐出後のプラスチック製シリンジの質量とをそれぞれ測定し、これらの差から、プラスチック製シリンジ内に残存した蛍光体分散液の量を算出した。また、プラスチック製ボトルの場合も同様の方法で算出した。
[Evaluation]
The amount of residue and the total luminous flux reduction rate of each phosphor dispersion liquid supply body were measured as follows.
(Amount of residue)
Measure the mass of the plastic syringe before filling the phosphor dispersion liquid and the mass of the plastic syringe after discharging the phosphor dispersion liquid, and from these differences, the amount of the phosphor dispersion liquid remaining in the plastic syringe Was calculated. In the case of plastic bottles, the same method was used.
(全光束低下率)
全光束低下率は、調製直後の蛍光体分散液を用いてLED装置を作製した場合と、各蛍光体分散液を容器に充填し、振動試験した後の蛍光体分散液を用いてLED装置を作製した場合と、の全光束を比較し、評価した。より具体的には、以下の方法で全光束を評価した。
(Total luminous flux reduction rate)
The total luminous flux reduction rate is determined when the LED device is manufactured using the phosphor dispersion liquid immediately after preparation, and when the LED device is prepared using the phosphor dispersion liquid after filling each phosphor dispersion liquid in a container and performing a vibration test. The total luminous flux was compared with the case where it was produced and evaluated. More specifically, the total luminous flux was evaluated by the following method.
[調製直後の蛍光体分散液を用いたLED装置の作製]
調製直後蛍光体分散液を、スプレー塗布装置に供給した。一方で、LED素子(発光ピーク波長450nm:直方体状;200μm×300μm×100μm)が実装された基板を準備し、このLED素子上に、蛍光体分散液をスプレー塗布した。この基板を150℃で1時間加熱し、蛍光体粒子をLED素子上に固着させた。そして、各LED素子に20mAの電流を流し、色度の測定を行った。色度測定は、コニカミノルタセンシング社製、分光放射輝度計CS−1000Aで行った。得られた色度の値に基づき、色度のx値が0.33となるよう、スプレー塗布装置の塗布条件を再設定した。
続いて、8行×8列で計64個のLED素子(発光ピーク波長450nm:直方体状;200μm×300μm×100μm)が実装された基板(LED素子実装パッケージ)を準備した。この基板の各LED素子上に、前述の蛍光体分散液をスプレー塗布した。この基板を150℃で1時間加熱し、蛍光体粒子をLED素子上に固着させて蛍光体含有層を得た。
次に、テトラメトキシシラン(KBM04:信越化学工業社製)15質量部と、メチルトリメトキシシラン(KBM13:信越化学工業社製)5質量部と、1−プロパノール40質量部と、エタノール40質量部と、塩酸2質量部とを混合し、バインダ形成用組成物を得た。そして、蛍光体含有層の上から、バインダ形成用組成物をスプレー装置で塗布した。このとき、スプレー圧は0.1MPa、ノズルの移動速度は100mm/sとした。その後、バインダ形成用組成物を150℃で1時間加熱し、蛍光体粒子が透光性セラミックで結着された波長変換部を得た。得られた波長変換部の厚みは、30μmであった。
なお、実施例15については、バインダ形成用組成物の塗布は行わなかった。
[Production of LED device using phosphor dispersion immediately after preparation]
Immediately after preparation, the phosphor dispersion was supplied to a spray coating apparatus. On the other hand, a substrate on which an LED element (emission peak wavelength 450 nm: rectangular parallelepiped; 200 μm × 300 μm × 100 μm) was prepared was prepared, and a phosphor dispersion liquid was spray-coated on the LED element. This board | substrate was heated at 150 degreeC for 1 hour, and fluorescent substance particle was fixed on the LED element. Then, a current of 20 mA was passed through each LED element, and chromaticity was measured. Chromaticity measurement was performed with a spectral radiance meter CS-1000A manufactured by Konica Minolta Sensing. Based on the obtained chromaticity value, the coating conditions of the spray coating apparatus were reset so that the chromaticity x value was 0.33.
Subsequently, a substrate (LED element mounting package) on which a total of 64 LED elements (emission peak wavelength 450 nm: rectangular parallelepiped shape; 200 μm × 300 μm × 100 μm) in 8 rows × 8 columns was prepared. The phosphor dispersion liquid was spray-coated on each LED element of the substrate. This board | substrate was heated at 150 degreeC for 1 hour, the fluorescent substance particle was fixed on the LED element, and the fluorescent substance containing layer was obtained.
Next, 15 parts by mass of tetramethoxysilane (KBM04: manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), 5 parts by mass of methyltrimethoxysilane (KBM13: manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), 40 parts by mass of 1-propanol, and 40 parts by mass of ethanol And 2 parts by mass of hydrochloric acid were mixed to obtain a binder forming composition. And the composition for binder formation was apply | coated with the spray apparatus from the fluorescent substance content layer. At this time, the spray pressure was 0.1 MPa, and the moving speed of the nozzle was 100 mm / s. Thereafter, the binder-forming composition was heated at 150 ° C. for 1 hour to obtain a wavelength conversion part in which the phosphor particles were bound with a translucent ceramic. The thickness of the obtained wavelength conversion part was 30 micrometers.
In Example 15, the binder forming composition was not applied.
[蛍光体分散液供給体の振動試験]
前述のように蛍光体分散液を各容器に充填し、蛍光体分散液供給体を作製した。その後、蛍光体分散液供給体を梱包貨物−振動試験(JIS Z0232)に準じて30分間振動させた。なお、振動試験装置は、IMV社製「J230/SA3M」を用いた。そして、上記と同様の方法にて、LED装置を作製した。
[Vibration test of phosphor dispersion liquid supply body]
As described above, the phosphor dispersion liquid was filled in each container to prepare a phosphor dispersion liquid supply body. Thereafter, the phosphor dispersion liquid supply body was vibrated for 30 minutes in accordance with a packed cargo-vibration test (JIS Z0232). The vibration test apparatus used was “J230 / SA3M” manufactured by IMV. And the LED apparatus was produced by the method similar to the above.
[全光束低下率の評価]
調製直後の蛍光体分散液を用いて作製した装置について、LED素子1つと波長変換部とを1つのLED装置とみなし、各LED装置からの光について、それぞれコニカミノルタセンシング社製、分光放射輝度計CS−1000Aにて、全光束を測定した。64個のLED装置の中から、x値が0.330±0.005の範囲にあるものを10個選択し、これらの全光束の平均値L0を求めた。
一方、振動試験後の蛍光体分散液を用いて作製した装置についても、前記と同様の方法で64個のLED装置から10個を選択し、これらの全光束の平均値Lxを求めた。そして、対応する蛍光体分散液の振動試験前後の全光束を比較した。
そして、全光束低下率は、式(L0−Lx/L0)×100から算出した。
About the apparatus produced using the phosphor dispersion liquid immediately after preparation, one LED element and a wavelength conversion part are regarded as one LED apparatus, and the light from each LED apparatus is manufactured by Konica Minolta Sensing Co., Ltd., respectively. The total luminous flux was measured with CS-1000A. From 64 LED devices, 10 devices having an x value in the range of 0.330 ± 0.005 were selected, and an average value L0 of these total luminous fluxes was obtained.
On the other hand, also about the apparatus produced using the fluorescent substance dispersion liquid after a vibration test, 10 pieces were selected from 64 LED apparatuses by the method similar to the above, and the average value Lx of these total luminous flux was calculated | required. The total luminous flux before and after the vibration test of the corresponding phosphor dispersion liquid was compared.
The total luminous flux reduction rate was calculated from the formula (L0−Lx / L0) × 100.
上記表2に示されるように、プラスチック製シリンジに蛍光体分散液を充填した蛍光体分散液供給体(実施例1〜15、及び比較例1、2、及び4)では、残渣量が0.25g以下であり、非常に少ない値であった。プランジャによって蛍光体分散液を押し出すことで、プラスチック製シリンジ内に残渣が生じ難かったと推察される。これに対し、プラスチックボトルに蛍光体分散液を充填した蛍光体分散液供給体(比較例3及び5)では、残渣量が0.70g及び0.50gであり、蛍光体粒子が内壁に残っていた。 As shown in Table 2 above, in the phosphor dispersion liquid supply bodies (Examples 1 to 15 and Comparative Examples 1, 2, and 4) in which a plastic syringe is filled with a phosphor dispersion liquid, the amount of residue is 0.00. It was 25 g or less, which was a very small value. It is inferred that a residue is hardly generated in the plastic syringe by extruding the phosphor dispersion liquid with the plunger. In contrast, in the phosphor dispersion liquid supply body (Comparative Examples 3 and 5) in which the plastic bottle is filled with the phosphor dispersion liquid, the residual amounts are 0.70 g and 0.50 g, and the phosphor particles remain on the inner wall. It was.
また、プラスチック製シリンジのバレル内壁とプランジャのノズル側端部によって形成される中空の体積に対する、蛍光体分散液の充填量(体積)が90体積%以上である場合(実施例1〜15)、振動試験後の全光束低下率が小さかった。分散試験によっても、蛍光体分散液中で蛍光体粒子どうしが衝突し難く、蛍光体粒子が劣化し難かったと推察される。これに対し、シリンジ内の中空の体積に対する、蛍光体分散液の量が90体積%未満である場合(比較例1、2、及び4)、全光束低下率が高かった。蛍光体粒子が一部劣化して、十分にLED素子からの光を波長変換できなかったと推察される。 Moreover, when the filling amount (volume) of the phosphor dispersion liquid is 90% by volume or more with respect to the hollow volume formed by the barrel inner wall of the plastic syringe and the nozzle side end of the plunger (Examples 1 to 15), The total luminous flux decrease rate after the vibration test was small. Also by the dispersion test, it is presumed that the phosphor particles hardly collide with each other in the phosphor dispersion liquid and the phosphor particles did not easily deteriorate. In contrast, when the amount of the phosphor dispersion liquid was less than 90% by volume with respect to the hollow volume in the syringe (Comparative Examples 1, 2, and 4), the total luminous flux reduction rate was high. It is inferred that the phosphor particles were partially deteriorated and the wavelength of light from the LED element could not be sufficiently converted.
本発明の蛍光体分散液供給体では、蛍光体分散液が容器内に残存し難く、蛍光体粒子を無駄なく使用することができる。また、本発明の蛍光体分散液供給体では、蛍光体分散液に含まれる蛍光体粒子が劣化し難く、高い品質を保つことができる。したがって、本発明の蛍光体分散液供給体から供給される蛍光体分散液は、各種発光装置の蛍光体含有層を形成するための溶液として非常に有用である。 In the phosphor dispersion liquid supply body of the present invention, the phosphor dispersion liquid hardly remains in the container, and the phosphor particles can be used without waste. Moreover, in the phosphor dispersion liquid supply body of the present invention, the phosphor particles contained in the phosphor dispersion liquid are hardly deteriorated and high quality can be maintained. Therefore, the phosphor dispersion liquid supplied from the phosphor dispersion liquid supply body of the present invention is very useful as a solution for forming the phosphor-containing layer of various light emitting devices.
1 プラスチック製シリンジ
1a バレル
1b ノズル
1c プランジャ
2 蛍光体分散液
10 基板
11 LED素子
12 蛍光体含有層
13 金属配線
14 突起電極
100 LED装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (6)
蛍光体粒子及び溶媒を含み、前記プラスチック製シリンジ内部に充填された蛍光体分散液とを有し、
前記バレルの内壁及び前記プランジャの前記ノズルの側端部に囲まれた前記プラスチック製シリンジ内の中空の体積に対する、前記蛍光体分散液の体積が、90体積%以上である、蛍光体分散液供給体。 A barrel provided with a nozzle at one end, and a plastic syringe having a plunger inserted from the other end of the barrel and slidable in the barrel;
A phosphor dispersion liquid containing phosphor particles and a solvent and filled in the plastic syringe;
The phosphor dispersion liquid supply, wherein the volume of the phosphor dispersion liquid is 90% by volume or more with respect to the hollow volume in the plastic syringe surrounded by the inner wall of the barrel and the side end of the nozzle of the plunger. body.
請求項1〜4のいずれか一項に記載の蛍光体分散液供給体を塗布装置に設置し、前記蛍光体分散液供給体の前記ノズルから吐出された前記蛍光体液により、前記発光素子上に前記蛍光体含有層を形成する工程、
を含む、発光装置の製造方法。 A method for manufacturing a light emitting device comprising a substrate, a light emitting element disposed on the substrate, and a phosphor-containing layer formed on the light emitting element,
The phosphor dispersion liquid supply body according to claim 1 is installed in a coating apparatus, and the phosphor liquid discharged from the nozzle of the phosphor dispersion liquid supply body is placed on the light emitting element. Forming the phosphor-containing layer;
A method for manufacturing a light emitting device, comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015132630A JP2017017185A (en) | 2015-07-01 | 2015-07-01 | Phosphor dispersion liquid supply body, method for transporting phosphor dispersion liquid using the same, and method for manufacturing light emitting device |
Applications Claiming Priority (1)
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