JP2018010188A - Manufacturing method for wavelength conversion member, and wavelength conversion member group - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)やレーザーダイオード(LD:Laser Diode)等の発する光の波長を別の波長に変換する波長変換部材の製造方法及び波長変換部材群に関する。 The present invention relates to a method of manufacturing a wavelength conversion member that converts a wavelength of light emitted from a light emitting diode (LED) or a laser diode (LD) to another wavelength, and a wavelength conversion member group.
近年、蛍光ランプや白熱灯に変わる次世代の光源として、LEDやLDを用いた発光デバイス等に対する注目が高まってきている。そのような次世代光源の一例として、青色光を出射するLEDと、LEDからの光の一部を吸収して黄色光に変換する波長変換部材とを組み合わせた発光デバイスが開示されている。この発光デバイスは、LEDから出射された青色光と、波長変換部材から出射された黄色光との合成光である白色光を発する。特許文献1には、波長変換部材の一例として、ガラスマトリックス中に蛍光体粉末を分散させた波長変換部材が提案されている。 In recent years, attention has been focused on light-emitting devices using LEDs and LDs as next-generation light sources that replace fluorescent lamps and incandescent lamps. As an example of such a next-generation light source, a light-emitting device that combines an LED that emits blue light and a wavelength conversion member that absorbs part of the light from the LED and converts it into yellow light is disclosed. This light emitting device emits white light that is a combined light of blue light emitted from the LED and yellow light emitted from the wavelength conversion member. Patent Document 1 proposes a wavelength conversion member in which phosphor powder is dispersed in a glass matrix as an example of a wavelength conversion member.
特許文献1のような波長変換部材は、例えばガラスマトリックス中に蛍光体粉末が分散されてなるガラス母材を、所定の厚みに加工することにより作製されている。しかしながら、このような方法で得られた波長変換部材においては、ロット間における発光色の色ばらつき(色度のばらつき)が生じることがあった。そのため、所望とする色度の波長変換部材を精度良く得ることができない場合があった。 A wavelength conversion member such as Patent Document 1 is manufactured by processing a glass base material in which phosphor powder is dispersed in a glass matrix, for example, to a predetermined thickness. However, in the wavelength conversion member obtained by such a method, color variation (chromaticity variation) of emission color between lots may occur. For this reason, it may be impossible to obtain a wavelength conversion member having a desired chromaticity with high accuracy.
本発明の目的は、所望とする色度の波長変換部材を精度良く得ることを可能とする、波長変換部材の製造方法及び波長変換部材群を提供することにある。 The objective of this invention is providing the manufacturing method of a wavelength conversion member and the wavelength conversion member group which make it possible to obtain the wavelength conversion member of desired chromaticity accurately.
本発明に係る波長変換部材の製造方法は、蛍光体粒子を含む波長変換部材の製造方法であって、蛍光体粒子を含む板状母材における色度と厚みとの相関関係を求める工程と、前記色度と厚みとの相関関係をもとに、得られる波長変換部材の目標色度に対応する目標厚みを定め、該目標厚みまで前記板状母材を研磨する工程と、を備えることを特徴としている。 The method for producing a wavelength conversion member according to the present invention is a method for producing a wavelength conversion member containing phosphor particles, and a step of obtaining a correlation between chromaticity and thickness in a plate-like base material containing phosphor particles; Determining a target thickness corresponding to the target chromaticity of the obtained wavelength conversion member based on the correlation between the chromaticity and the thickness, and polishing the plate-like base material to the target thickness. It is a feature.
本発明に係る波長変換部材の製造方法では、好ましくは、前記板状母材を研磨し、該研磨した板状母材の色度及び厚みを測定することにより、前記色度と厚みとの相関関係を求める。 In the wavelength conversion member manufacturing method according to the present invention, preferably, the plate-like base material is polished, and the chromaticity and thickness are measured by measuring the chromaticity and thickness of the polished plate-like base material. Seeking a relationship.
本発明に係る波長変換部材の製造方法では、好ましくは、前記目標色度より色度が高い状態で前記板状母材を研磨し、該研磨した板状母材の色度及び厚みを測定することにより、前記色度と厚みとの相関関係を求める。 In the method for manufacturing a wavelength conversion member according to the present invention, preferably, the plate-like base material is polished in a state where the chromaticity is higher than the target chromaticity, and the chromaticity and thickness of the polished plate-like base material are measured. Thus, the correlation between the chromaticity and the thickness is obtained.
本発明に係る波長変換部材の製造方法では、好ましくは、前記色度と厚みとの相関関係を求めた後、前記目標厚みまで前記板状母材をさらに研磨する。 In the method for manufacturing a wavelength conversion member according to the present invention, preferably, after obtaining the correlation between the chromaticity and the thickness, the plate-like base material is further polished to the target thickness.
本発明に係る波長変換部材の製造方法では、好ましくは、前記色度と厚みとの相関関係を求める工程において、鏡面研磨により前記板状母材を研磨する。 In the method for manufacturing a wavelength conversion member according to the present invention, preferably, in the step of obtaining the correlation between the chromaticity and the thickness, the plate-like base material is polished by mirror polishing.
本発明に係る波長変換部材の製造方法では、好ましくは、前記板状母材が、ガラスマトリックスと、前記ガラスマトリックス中に配された蛍光体粒子とを含む。 In the wavelength conversion member manufacturing method according to the present invention, preferably, the plate-shaped base material includes a glass matrix and phosphor particles arranged in the glass matrix.
本発明に係る波長変換部材の製造方法では、好ましくは、前記板状母材が互いに対向し合っている第1の主面及び第2の主面を有し、前記第1の主面から前記第2の主面に向かって前記蛍光体粒子が多くなっている。 In the wavelength conversion member manufacturing method according to the present invention, preferably, the plate-shaped base material has a first main surface and a second main surface facing each other, and the first main surface is The phosphor particles increase toward the second main surface.
本発明に係る波長変換部材の製造方法では、好ましくは、前記第2の主面を研磨した後、前記第1の主面を研磨する。 In the wavelength conversion member manufacturing method according to the present invention, preferably, the first main surface is polished after the second main surface is polished.
本発明に係る波長変換部材の製造方法では、好ましくは、前記第1の主面及び前記第2の主面を同時に研磨する。 In the wavelength conversion member manufacturing method according to the present invention, preferably, the first main surface and the second main surface are polished simultaneously.
本発明に係る波長変換部材の製造方法では、好ましくは、同じ母材から複数枚の前記板状母材を切り出す。同じロットの母材から複数枚の前記板状母材を切り出してもよい。 In the method for manufacturing a wavelength conversion member according to the present invention, preferably, a plurality of the plate-shaped base materials are cut out from the same base material. A plurality of the plate-shaped base materials may be cut out from the base material of the same lot.
本発明に係る波長変換部材の製造方法では、好ましくは、製造された複数の波長変換部材の色度ばらつきが±0.01以内である。 In the wavelength conversion member manufacturing method according to the present invention, preferably, the chromaticity variation of the manufactured plurality of wavelength conversion members is within ± 0.01.
本発明に係る波長変換部材群は、複数の波長変換部材から構成される波長変換部材群であって、前記複数の波長変換部材の色度ばらつきが±0.01以内である。 The wavelength conversion member group according to the present invention is a wavelength conversion member group composed of a plurality of wavelength conversion members, and the chromaticity variation of the plurality of wavelength conversion members is within ± 0.01.
本発明に係る波長変換部材群は、好ましくは、10枚以上の波長変換部材から構成される。 The wavelength conversion member group according to the present invention is preferably composed of 10 or more wavelength conversion members.
本発明によれば、所望とする色度の波長変換部材を精度良く得ることを可能とする、波長変換部材の製造方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method of the wavelength conversion member which makes it possible to obtain the wavelength conversion member of desired chromaticity accurately can be provided.
以下、好ましい実施形態について説明する。但し、以下の実施形態は単なる例示であり、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。また、各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照する場合がある。 Hereinafter, preferred embodiments will be described. However, the following embodiments are merely examples, and the present invention is not limited to the following embodiments. Moreover, in each drawing, the member which has the substantially the same function may be referred with the same code | symbol.
(波長変換部材)
図1は、本発明の一実施形態に係る波長変換部材の製造方法で製造される波長変換部材を示す模式的断面図である。図1に示すように、波長変換部材1は、例えばガラスマトリックス2と、蛍光体粒子3とを含む、蛍光体ガラスからなる。蛍光体粒子3は、ガラスマトリックス2中に配されている。より具体的に、蛍光体粒子3は、ガラスマトリックス2中に分散されている。波長変換部材1は例えば矩形の板状である。
(Wavelength conversion member)
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a wavelength conversion member manufactured by a method for manufacturing a wavelength conversion member according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the wavelength conversion member 1 is made of phosphor glass including, for example, a
ガラスマトリックス2は、無機蛍光体等の蛍光体粒子3の分散媒として用いることができるものであれば特に限定されない。例えば、ホウ珪酸塩系ガラス、リン酸塩系ガラス、スズリン酸塩系ガラス、ビスマス酸塩系ガラス、テルライト系ガラスなどを用いることができる。ホウ珪酸塩系ガラスとしては、質量%で、SiO2 30〜85%、Al2O3 0〜30%、B2O3 0〜50%、Li2O+Na2O+K2O 0〜10%、及び、MgO+CaO+SrO+BaO 0〜50%を含有するものが挙げられる。スズリン酸塩系ガラスとしては、モル%で、SnO 30〜90%、P2O5 1〜70%を含有するものが挙げられる。テルライト系ガラスとしては、モル%で、TeO2 50%以上、ZnO 0〜45%、RO(Rは、Ca、Sr及びBaから選択される少なくとも1種)0〜50%、及び、La2O3+Gd2O3+Y2O3 0〜50%を含有するものが挙げられる。
The
ガラスマトリックス2の軟化点は、250℃〜1000℃であることが好ましく、300℃〜950℃であることがより好ましく、500℃〜900℃の範囲内であることがさらに好ましい。ガラスマトリックス2の軟化点が低すぎると、波長変換部材1の機械的強度や化学的耐久性が低下する場合がある。また、ガラスマトリックス2自体の耐熱性が低いため、蛍光体粒子3から発生する熱により軟化変形するおそれがある。一方、ガラスマトリックス2の軟化点が高すぎると、製造時に焼成工程が含まれる場合、蛍光体粒子3が劣化して、波長変換部材1の発光強度が低下する場合がある。なお、波長変換部材1の化学的安定性及び機械的強度をより一層高める観点からは、ガラスマトリックス2の軟化点が、好ましくは500℃以上、600℃以上、700℃以上、800℃以上、特に850℃以上であることが好ましい。そのようなガラスマトリックス2を構成するガラスとしては、例えばホウ珪酸塩系ガラスが挙げられる。ただし、ガラスマトリックス2の軟化点が高くなると、焼成温度も高くなり、結果として製造コストが高くなる傾向がある。よって、波長変換部材1をより一層安価に製造する観点からは、ガラスマトリックス2の軟化点が、好ましくは550℃以下、530℃以下、500℃以下、480℃以下、特に460℃以下であることが好ましい。そのようなガラスマトリックス2を構成するガラスとしては、スズリン酸塩系ガラス、ビスマス酸塩系ガラス、テルライト系ガラスが挙げられる。
The softening point of the
蛍光体粒子3は、励起光の入射により蛍光を出射するものであれば、特に限定されるものではない。蛍光体粒子3の具体例としては、例えば、酸化物蛍光体、窒化物蛍光体、酸窒化物蛍光体、塩化物蛍光体、酸塩化物蛍光体、硫化物蛍光体、酸硫化物蛍光体、ハロゲン化物蛍光体、カルコゲン化物蛍光体、アルミン酸塩蛍光体、ハロリン酸塩化物蛍光体及びガーネット系化合物蛍光体から選ばれた1種以上等が挙げられる。励起光として青色光を用いる場合、例えば、緑色光、黄色光または赤色光を蛍光として出射する蛍光体を用いることができる。
The
蛍光体粒子3の平均粒子径は、1μm〜50μmであることが好ましく、5μm〜25μmであることがより好ましい。蛍光体粒子3の平均粒子径が小さすぎると、発光強度が低下する場合がある。一方、蛍光体粒子3の平均粒子径が大きすぎると、発光色が不均一になる場合がある。
The average particle diameter of the
波長変換部材1中での蛍光体粒子3の含有量は、好ましくは1体積%以上、1.5体積%以上、特に2体積%以上であることが好ましく、好ましくは70体積%以下、50体積%以下、特に30体積%以下であることが好ましい。蛍光体粒子3の含有量が少なすぎると、所望の発光色を得るために波長変換部材1の厚みを厚くする必要があり、その結果、波長変換部材1の内部散乱が増加することで、光取り出し効率が低下する場合がある。一方、蛍光体粒子3の含有量が多すぎると、所望の発光色を得るために波長変換部材1の厚みを薄くする必要があるため、波長変換部材1の機械的強度が低下する場合がある。
The content of the
波長変換部材1の厚みは、好ましくは0.01mm以上、0.03mm以上、0.05mm以上、0.075mm以上、特に0.1mm以上であることが好ましく、好ましくは1mm以下、0.5mm以下、0.35mm以下、0.3mm以下、特に0.25mm以下であることが好ましい。波長変換部材1の厚みが厚すぎると、波長変換部材1における光の散乱や吸収が大きくなりすぎ、蛍光の出射効率が低くなってしまう場合がある。波長変換部材1の厚みが薄すぎると、十分な発光強度が得られにくくなる場合がある。また、波長変換部材1の機械的強度が不十分になる場合がある。 The thickness of the wavelength conversion member 1 is preferably 0.01 mm or more, 0.03 mm or more, 0.05 mm or more, 0.075 mm or more, particularly preferably 0.1 mm or more, preferably 1 mm or less, 0.5 mm or less. 0.35 mm or less, 0.3 mm or less, and particularly preferably 0.25 mm or less. If the wavelength conversion member 1 is too thick, light scattering and absorption in the wavelength conversion member 1 become too large, and the fluorescence emission efficiency may be lowered. If the wavelength conversion member 1 is too thin, it may be difficult to obtain sufficient light emission intensity. Moreover, the mechanical strength of the wavelength conversion member 1 may become insufficient.
なお、波長変換部材1は蛍光体ガラスからなるもの以外にも、YAGセラミックス等のセラミックスからなるものや、樹脂中に蛍光体粒子が分散したものであってもよい。 The wavelength conversion member 1 may be made of ceramics such as YAG ceramics, or may be made of phosphor particles dispersed in a resin other than those made of phosphor glass.
以下、波長変換部材1の製造方法の一例について説明する。 Hereinafter, an example of the manufacturing method of the wavelength conversion member 1 is demonstrated.
(波長変換部材の製造方法)
波長変換部材1の製造方法では、まず、蛍光体粒子を含む板状母材における色度と厚みとの相関関係を求める(第1工程)。次に、求めた色度と厚みとの相関関係をもとに、得られる波長変換部材の目標色度に対応する目標厚みを定め、該目標厚みまで板状母材を研磨し、それによって波長変換部材1を得る(第2工程)。
(Manufacturing method of wavelength conversion member)
In the manufacturing method of the wavelength conversion member 1, first, a correlation between chromaticity and thickness in a plate-like base material including phosphor particles is obtained (first step). Next, based on the correlation between the obtained chromaticity and thickness, a target thickness corresponding to the target chromaticity of the obtained wavelength conversion member is determined, and the plate-like base material is polished to the target thickness, whereby the wavelength The conversion member 1 is obtained (second step).
以下、第1工程及び第2工程について、さらに詳細に説明する。 Hereinafter, the first step and the second step will be described in more detail.
第1工程;
第1工程では、例えば蛍光体粒子を含む板状母材を研磨し、該研磨した板状母材の色度及び厚みを測定し、測定した板状母材の色度及び厚みをもとに、板状母材における色度と厚みとの相関関係を求める。具体的には、研磨により板状母材の厚みを変化させて各厚みにおける色度を測定し、各厚みにおける色度をプロットすることにより、例えば図2のグラフに示されるような色度と厚みとの相関関係を求めることができる。なお、グラフを作成するためのプロット数は2点でもよいが、色度と厚みとの相関関係をより一層精度良く得る観点から3点以上であることが好ましい。
First step;
In the first step, for example, a plate-like base material containing phosphor particles is polished, the chromaticity and thickness of the polished plate-like base material are measured, and based on the measured chromaticity and thickness of the plate-like base material Then, the correlation between the chromaticity and thickness of the plate-like base material is obtained. Specifically, by measuring the chromaticity at each thickness by changing the thickness of the plate-like base material by polishing, and plotting the chromaticity at each thickness, for example, the chromaticity as shown in the graph of FIG. Correlation with thickness can be obtained. Note that the number of plots for creating the graph may be two, but is preferably three or more from the viewpoint of obtaining the correlation between chromaticity and thickness with higher accuracy.
板状母材の色度は、使用する光源からの励起光を板状母材の一方側主面から照射し、板状母材の他方側主面から出射された光を、色度計で測定することにより得ることができる。 The chromaticity of the plate-like base material is determined by irradiating excitation light from the light source to be used from one side main surface of the plate-like base material and using the chromaticity meter to emit light emitted from the other side main surface of the plate-like base material. It can be obtained by measuring.
板状母材の厚みを変化させる際の研磨方法としては、特に限定されず、ラップ研磨や、鏡面研磨により行うことができる。ラップ研磨は、鏡面研磨より研磨速度が速いという利点がある。一方、鏡面研磨は、ラップ研磨より研磨面精度を高めることが可能である。色度と厚みとの相関関係をより一層精度良く得る観点からは、最終製品の仕上げ面と同等の表面状態(表面粗さ)となる研磨方法を採用することが好ましい。例えば、最終製品の仕上げを鏡面研磨により行う場合は、板状母材の厚みを変化させる際の研磨方法も鏡面研磨を採用することが好ましい。 The polishing method for changing the thickness of the plate-shaped base material is not particularly limited, and can be performed by lapping or mirror polishing. Lapping has the advantage that the polishing rate is faster than mirror polishing. On the other hand, mirror polishing can improve the accuracy of the polished surface more than lapping. From the viewpoint of obtaining the correlation between chromaticity and thickness with higher accuracy, it is preferable to employ a polishing method that provides a surface state (surface roughness) equivalent to the finished surface of the final product. For example, when the final product is finished by mirror polishing, it is preferable to adopt mirror polishing as a polishing method when changing the thickness of the plate-like base material.
また、第1工程における色度と厚みとの相関関係は、波長変換部材1を得るための板状母材を、目標色度より色度が高い状態で研磨し、該研磨した板状母材の色度及び厚みを測定することにより、厚みと色度との相関関係を得ることが好ましい。このようにすれば、後の第2工程で、同じ板状母材をさらに研磨することにより、目標色度を有する波長変換部材1を得ることができる。もっとも、波長変換部材1を得るための板状母材とは別の板状母材を用いることにより、色度と厚みとの相関関係を求めてもよい。この際、相関関係を求めるための板状母材と、波長変換部材1を得るための板状母材とは、同じ母材から切り出されたものであることが望ましい。 Further, the correlation between the chromaticity and the thickness in the first step is such that the plate-like base material for obtaining the wavelength conversion member 1 is polished in a state where the chromaticity is higher than the target chromaticity, and the polished plate-like base material It is preferable to obtain the correlation between the thickness and the chromaticity by measuring the chromaticity and thickness. If it does in this way, the wavelength conversion member 1 which has target chromaticity can be obtained by further grind | polishing the same plate-shaped base material in the 2nd process after. But you may obtain | require the correlation of chromaticity and thickness by using the plate-shaped base material different from the plate-shaped base material for obtaining the wavelength conversion member 1. FIG. At this time, it is desirable that the plate-like base material for obtaining the correlation and the plate-like base material for obtaining the wavelength conversion member 1 are cut out from the same base material.
第2工程;
第2工程では、第1工程で求めた色度と厚みとの相関関係をもとに、得られる波長変換部材の目標色度に対応する目標厚みを定め、該目標厚みまで板状母材を研磨する。それによって、波長変換部材1を得る。
Second step;
In the second step, a target thickness corresponding to the target chromaticity of the obtained wavelength conversion member is determined based on the correlation between the chromaticity and the thickness obtained in the first step, and the plate-like base material is made up to the target thickness. Grind. Thereby, the wavelength conversion member 1 is obtained.
目標厚みまで板状母材を研磨する際の研磨方法としても、特に限定されず、ラップ研磨や、鏡面研磨により行うことができる。もっとも、目標色度に対応する目標厚みよりも少し厚いところまでラップ研磨により研磨し、さらに鏡面研磨により目標色度に対応する目標厚みまで研磨することが好ましい。この場合、より一層容易に波長変換部材1を得ることができ、しかもより一層精度よく波長変換部材1を得ることができる。 The polishing method for polishing the plate-like base material to the target thickness is not particularly limited, and can be performed by lapping or mirror polishing. However, it is preferable to polish by lapping to a thickness slightly larger than the target thickness corresponding to the target chromaticity, and further polish to the target thickness corresponding to the target chromaticity by mirror polishing. In this case, the wavelength conversion member 1 can be obtained more easily, and the wavelength conversion member 1 can be obtained more accurately.
上記のように、本実施形態の製造方法では、予め求めた色度と厚みとの相関関係をもとに、得られる波長変換部材1の目標色度に対応する目標厚みを定め、該目標厚みまで板状母材を研磨する。そのため、本実施形態の製造方法では、ロット間における発光色の色ばらつき(色度のばらつき)が生じ難い。よって、本実施形態の製造方法では、所望とする色度の波長変換部材1を精度良く得ることができる。例えば、同じ母材から複数の板状部材を切り出し、各板状母材を研磨して波長変換部材1を製造した場合、製造された複数(例えば任意の10枚)の波長変換部材(波長変換部材群)の色度ばらつきが±0.01以内であることが好ましい。 As described above, in the manufacturing method of the present embodiment, the target thickness corresponding to the target chromaticity of the obtained wavelength conversion member 1 is determined based on the correlation between the chromaticity and the thickness obtained in advance, and the target thickness is determined. Polish the plate-like base material. For this reason, in the manufacturing method of the present embodiment, it is difficult for color variations (chromaticity variations) of emission colors between lots to occur. Therefore, in the manufacturing method of this embodiment, the wavelength conversion member 1 having a desired chromaticity can be obtained with high accuracy. For example, when a plurality of plate-like members are cut out from the same base material, and each of the plate-like base materials is polished to manufacture the wavelength conversion member 1, a plurality of manufactured (for example, arbitrary 10) wavelength conversion members (wavelength conversion members) The chromaticity variation of the member group is preferably within ± 0.01.
なお、板状母材としては、例えば、図3に示すように、ガラスマトリックス12と、該ガラスマトリックス12中に配された蛍光体粒子13とを含む、蛍光体ガラスからなる板状母材11を用いることができる。より具体的に、本実施形態の板状母材11では、蛍光体粒子13が、ガラスマトリックス12中に分散されている。なお、ガラスマトリックス12及び蛍光体粒子13は、上述の波長変換部材1の欄で説明したガラスマトリックス2及び蛍光体粒子3と、それぞれ同じものを使用することができる。板状母材11の平面形状は、波長変換部材1と同様、例えば矩形であることが好ましい。
In addition, as a plate-shaped base material, for example, as shown in FIG. 3, a plate-shaped
蛍光体ガラスからなる板状母材11は、ガラスマトリックス12となるガラス粒子と、蛍光体粒子13と、バインダー樹脂や溶剤等の有機成分とを含むスラリーを用いて作製することができる。例えば、上記スラリーを、ポリエチレンテレフタレート等の樹脂フィルム上にドクターブレード法等により塗布し、加熱乾燥することにより、グリーンシートを作製し、このグリーンシートを焼成することによって形成することができる。あるいは、上記スラリーを、基材上に塗布して膜を形成し、得られた膜を乾燥・焼成することによっても形成することができる。また、蛍光体ガラスからなる板状母材11は、ガラスマトリックス12となるガラス粒子と、蛍光体粒子13とを含有する混合粉末の圧粉体を焼成することによっても作製することができる。
The plate-
上記の各製造方法において、焼成温度は、ガラス粒子の軟化点±150℃以内であることが好ましく、ガラス粒子の軟化点±100℃以内であることがより好ましい。焼成温度が低すぎると、ガラス粒子が軟化流動せず、緻密な焼結体が得られない場合がある。一方、焼成温度が高すぎると、蛍光体粒子13がガラス中に溶出して発光強度が低下したり、蛍光体成分がガラス中に拡散してガラスが着色して発光強度が低下したりする場合がある。また、焼成は減圧雰囲気中で行うことが好ましい。具体的には、焼成中の雰囲気は1.013×105Pa未満であることが好ましく、1000Pa以下であることがより好ましく、400Pa以下であることがさらに好ましい。それにより、板状母材11中に残存する気泡の量を少なくすることができる。その結果、得られる波長変換部材における散乱因子を低減することができ、発光効率を向上させることができる。
In each of the above production methods, the firing temperature is preferably within the softening point of glass particles ± 150 ° C., and more preferably within the softening point of glass particles ± 100 ° C. If the firing temperature is too low, the glass particles may not soften and flow, and a dense sintered body may not be obtained. On the other hand, if the firing temperature is too high, the
なお、板状母材11は蛍光体ガラスからなるもの以外にも、YAGセラミックス等のセラミックスからなるものや、樹脂中に蛍光体粒子が分散したものであってもよい。
The plate-
図3に示すように、本実施形態の板状母材11では、第1の主面14から第2の主面15に向かって、蛍光体粒子13がガラスマトリックス12中に均一に分散されている。このように、蛍光体粒子13がガラスマトリックス12中に均一に分散されている場合、所望の色度の波長変換部材1をより一層精度良く得ることができる。
As shown in FIG. 3, in the plate-
もっとも、本発明においては、図4に変形例で示す板状母材21のように、第1の主面24から第2の主面25に向かって、ガラスマトリックス22中の蛍光体粒子23が多くなるように分散されていてもよい。その場合においても、第1の主面24を研磨した際の厚みと色度の相関関係と、第2の主面25を研磨した際の厚みと色度の相関関係を求めて、各主面の目標色度に対する研磨量を設定することで、該目標厚みまで板状母材21を研磨することにより波長変換部材1を得ることができる。
However, in the present invention, the
この場合、板状母材21の色度に応じて、研磨する面を選択することが好ましい。具体的には、板状母材21の色度と目標色度が近い場合は、蛍光体粒子23の濃度が低い第1の主面24を研磨することが好ましい。このようにすれば、色度の微調整が可能となるため、目標色度を有する波長変換部材1をより一層精度良く得ることが可能となる。一方、板状母材21の色度と目標色度が離れている場合は、蛍光体粒子23の濃度が高い第2の主面25を研磨することが好ましい。このようにすれば、目標色度を有する波長変換部材1を得るための研磨量を少なくすることができるため、製造効率が向上しやすくなる。例えば、まず蛍光体粒子23の濃度が高い第2の主面25から研磨し始め、板状母材21の色度と目標色度に近づいてきたら蛍光体粒子23の濃度が低い第1の主面24を研磨してもよい。あるいは、第1の主面24と第2の主面25を同時に研磨してもよい。このようにすれば、目標色度を有する波長変換部材1をより一層精度良くかつより一層効率良く製造することが可能となる。
In this case, it is preferable to select a surface to be polished according to the chromaticity of the plate-
板状母材11,21の厚みとしては、好ましくは0.01mm以上、0.03mm以上、0.05mm以上、0.075mm以上、特に0.1mm以上であることが好ましく、好ましくは1mm以下、0.5mm以下、0.35mm以下、0.3mm以下、特に0.25mm以下であることが好ましい。板状母材11,21の厚みが上記範囲内にある場合、より一層容易に波長変換部材1を得ることができる。
The thickness of the plate-shaped
(実施例)
表1に示す各組成を有するガラス粉末(平均粒子径D50:2μm)にYAG蛍光体粉末を混合して混合粉末を得た。YAG蛍光体粉末の含有量は混合粉末中に8.3体積%とした。混合粉末を金型で加圧成型して14mm×14mm×40mmの予備成型体を作製した。予備成型体を表1に記載の温度で焼成することにより母材を作製した。母材から12mm×12mm×0.3mmの10枚の板状母材を切り出した。
(Example)
YAG phosphor powder was mixed with glass powder (average particle diameter D 50 : 2 μm) having each composition shown in Table 1 to obtain a mixed powder. The content of the YAG phosphor powder was 8.3% by volume in the mixed powder. The mixed powder was pressure-molded with a mold to prepare a preform of 14 mm × 14 mm × 40 mm. A preform was produced by firing the preform at the temperature shown in Table 1. Ten plate-shaped base materials of 12 mm × 12 mm × 0.3 mm were cut out from the base material.
各板状母材を両面研磨機を用いてラップ、ポリッシュ研磨することにより厚みを変化させながら、各厚みにおける色度を測定し、各々の測定値から板状母材における色度と厚みの相関関係を求めた。色度は次のように求めた。励起波長450nmの光源下に波長変換部材を設置し、波長変換部材の下面から発せられる光を積分球内部に取り込んだ後、標準光源によって校正された分光器へ導光し、光のエネルギー分布スペクトルを測定した。次に、CIE 1931 2−deg,x(_)、y(_)、z(_)等色関数から上記スペクトルを積分し、三刺激値XYZを求めた。この三刺激値XYZより、色度x=X/(X+Y+Z)を算出した。得られた相関関係をもとに、目標色度に対応する厚みまで板状母材を研磨した。これにより、約0.2mmの厚みを有する10枚の波長変換部材を得た。得られた各波長変換部材について色度を測定し、色度ばらつきを算出した。結果を表1に示す。 Measure the chromaticity at each thickness while changing the thickness by lapping and polishing each plate base material using a double-side polishing machine, and correlate the chromaticity and thickness of the plate base material from each measured value Sought a relationship. The chromaticity was determined as follows. A wavelength conversion member is installed under a light source with an excitation wavelength of 450 nm, and light emitted from the lower surface of the wavelength conversion member is taken into the integrating sphere, and then guided to a spectroscope calibrated by a standard light source, and the light energy distribution spectrum Was measured. Next, the above spectrum was integrated from CIE 1931 2-deg, x (_), y (_), z (_) color matching functions, and tristimulus values XYZ were obtained. From the tristimulus values XYZ, chromaticity x = X / (X + Y + Z) was calculated. Based on the obtained correlation, the plate-like base material was polished to a thickness corresponding to the target chromaticity. As a result, ten wavelength conversion members having a thickness of about 0.2 mm were obtained. Chromaticity was measured for each obtained wavelength conversion member, and chromaticity variation was calculated. The results are shown in Table 1.
(比較例)
実施例と同様にして作製した10枚の板状母材を、色度と厚みの相関関係を求めずに、全て所定の厚み0.2mmとなるまで研磨したこと以外は、実施例と同様にして波長変換部材を作製した。得られた各波長変換部材について色度を測定し、色度ばらつきを算出した。結果を表1に示す。
(Comparative example)
Except that ten plate-like base materials produced in the same manner as in the example were polished to a predetermined thickness of 0.2 mm without obtaining the correlation between chromaticity and thickness, the same as in the example. Thus, a wavelength conversion member was produced. Chromaticity was measured for each obtained wavelength conversion member, and chromaticity variation was calculated. The results are shown in Table 1.
表1から明らかなように、実施例で得られた波長変換部材群の色度ばらつきは±0.004以内であり、比較例より絶対値が小さかった。 As is clear from Table 1, the chromaticity variation of the wavelength conversion member group obtained in the example was within ± 0.004, and the absolute value was smaller than that of the comparative example.
1…波長変換部材
11,21…板状母材
2,12,22…ガラスマトリックス
3,13,23……蛍光体粒子
14,24……第1の主面
15,25……第2の主面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (13)
蛍光体粒子を含む板状母材における色度と厚みとの相関関係を求める工程と、
前記色度と厚みとの相関関係をもとに、得られる波長変換部材の目標色度に対応する目標厚みを定め、該目標厚みまで前記板状母材を研磨する工程と、
を備える、波長変換部材の製造方法。 A method for producing a wavelength conversion member containing phosphor particles,
Obtaining a correlation between chromaticity and thickness in a plate-like base material containing phosphor particles;
Based on the correlation between the chromaticity and thickness, determining a target thickness corresponding to the target chromaticity of the obtained wavelength conversion member, and polishing the plate-like base material to the target thickness;
A method for manufacturing a wavelength conversion member.
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