JP2020045275A - 波長変換部材製造用積層体および波長変換部材の製造方法 - Google Patents

波長変換部材製造用積層体および波長変換部材の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2020045275A
JP2020045275A JP2019162817A JP2019162817A JP2020045275A JP 2020045275 A JP2020045275 A JP 2020045275A JP 2019162817 A JP2019162817 A JP 2019162817A JP 2019162817 A JP2019162817 A JP 2019162817A JP 2020045275 A JP2020045275 A JP 2020045275A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wavelength conversion
conversion member
green sheet
mol
powder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2019162817A
Other languages
English (en)
Other versions
JP7049678B2 (ja
Inventor
カン・ミンソク
Min Suk Kang
イ・ジョンギュ
Jung Kyu Lee
イ・スンジェ
Seung Jae Lee
イム・ジュンギュ
Joong Kyu Lim
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dae Joo Electronic Materials Co Ltd
Original Assignee
Dae Joo Electronic Materials Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dae Joo Electronic Materials Co Ltd filed Critical Dae Joo Electronic Materials Co Ltd
Publication of JP2020045275A publication Critical patent/JP2020045275A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7049678B2 publication Critical patent/JP7049678B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50Wavelength conversion elements
    • H01L33/501Wavelength conversion elements characterised by the materials, e.g. binder
    • H01L33/502Wavelength conversion materials
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B17/00Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres
    • B32B17/06Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material
    • B32B17/068Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of particles
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C4/00Compositions for glass with special properties
    • C03C4/12Compositions for glass with special properties for luminescent glass; for fluorescent glass
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B17/00Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres
    • B32B17/06Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B37/00Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
    • B32B37/10Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the pressing technique, e.g. using action of vacuum or fluid pressure
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B37/00Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
    • B32B37/14Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the properties of the layers
    • B32B37/16Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the properties of the layers with all layers existing as coherent layers before laminating
    • B32B37/18Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the properties of the layers with all layers existing as coherent layers before laminating involving the assembly of discrete sheets or panels only
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/16Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by features of a layer formed of particles, e.g. chips, powder or granules
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B19/00Other methods of shaping glass
    • C03B19/06Other methods of shaping glass by sintering, e.g. by cold isostatic pressing of powders and subsequent sintering, by hot pressing of powders, by sintering slurries or dispersions not undergoing a liquid phase reaction
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C14/00Glass compositions containing a non-glass component, e.g. compositions containing fibres, filaments, whiskers, platelets, or the like, dispersed in a glass matrix
    • C03C14/004Glass compositions containing a non-glass component, e.g. compositions containing fibres, filaments, whiskers, platelets, or the like, dispersed in a glass matrix the non-glass component being in the form of particles or flakes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C14/00Glass compositions containing a non-glass component, e.g. compositions containing fibres, filaments, whiskers, platelets, or the like, dispersed in a glass matrix
    • C03C14/006Glass compositions containing a non-glass component, e.g. compositions containing fibres, filaments, whiskers, platelets, or the like, dispersed in a glass matrix the non-glass component being in the form of microcrystallites, e.g. of optically or electrically active material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00Glass compositions
    • C03C3/04Glass compositions containing silica
    • C03C3/062Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight
    • C03C3/064Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight containing boron
    • C03C3/066Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight containing boron containing zinc
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C8/00Enamels; Glazes; Fusion seal compositions being frit compositions having non-frit additions
    • C03C8/02Frit compositions, i.e. in a powdered or comminuted form
    • C03C8/08Frit compositions, i.e. in a powdered or comminuted form containing phosphorus
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C8/00Enamels; Glazes; Fusion seal compositions being frit compositions having non-frit additions
    • C03C8/14Glass frit mixtures having non-frit additions, e.g. opacifiers, colorants, mill-additions
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C8/00Enamels; Glazes; Fusion seal compositions being frit compositions having non-frit additions
    • C03C8/14Glass frit mixtures having non-frit additions, e.g. opacifiers, colorants, mill-additions
    • C03C8/16Glass frit mixtures having non-frit additions, e.g. opacifiers, colorants, mill-additions with vehicle or suspending agents, e.g. slip
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/02Use of particular materials as binders, particle coatings or suspension media therefor
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7706Aluminates
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/03Use of materials for the substrate
    • H05K1/0306Inorganic insulating substrates, e.g. ceramic, glass
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2264/00Composition or properties of particles which form a particulate layer or are present as additives
    • B32B2264/10Inorganic particles
    • B32B2264/102Oxide or hydroxide
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/40Properties of the layers or laminate having particular optical properties
    • B32B2307/422Luminescent, fluorescent, phosphorescent
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70Other properties
    • B32B2307/732Dimensional properties
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2315/00Other materials containing non-metallic inorganic compounds not provided for in groups B32B2311/00 - B32B2313/04
    • B32B2315/08Glass
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2551/00Optical elements
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2204/00Glasses, glazes or enamels with special properties
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2214/00Nature of the non-vitreous component
    • C03C2214/04Particles; Flakes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0008Processes
    • H01L2933/0033Processes relating to semiconductor body packages
    • H01L2933/0041Processes relating to semiconductor body packages relating to wavelength conversion elements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50Wavelength conversion elements
    • H01L33/501Wavelength conversion elements characterised by the materials, e.g. binder
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50Wavelength conversion elements
    • H01L33/505Wavelength conversion elements characterised by the shape, e.g. plate or foil

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)
  • Optical Filters (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Luminescent Compositions (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)

Abstract

【課題】優れた光学特性を有する波長変換部材製造用積層体、およびその効率的な製造方法の提供。【解決手段】ガラス粉末の総モル数に基づいて、0.1〜15モル%のP2O5、20〜50モル%のZnO、8〜40モル%のSiO2、および10〜30モル%のB2O3を含んでなるガラスマトリックスと、該ガラスマトリックス中に分散された無機蛍光体粉末とを含んでなるグリーン・シートと、その両面に配置された、無機酸化物粉末としてのみシリカ粉末を含んでなる制限層A用のグリーン・シート、および前記制限層A用のグリーン・シートの両面に、接触せずに配置された制限層B用のグリーン・シートを含んでなる積層体。【選択図】なし

Description

本発明は、波長変換部材製造用積層体および波長変換部材の製造方法に関する。より具体的には、本発明は、高い全光線透過率および優れた光学特性を有する波長変換部材製造用積層体、および特定の成分から構成される制限層(または規制層または閉込層;confining layer)を用いて波長変換部材の効率的な製造方法に関する。
従来の照明に使用される発光ダイオード(LED)等は、一般的に、青色LEDと、青色LEDから放出される青色光を吸収して、黄色、緑色、または赤色の光の放出を通して白色光を実現する波長変換部材とから構成されている。
波長変換部材は、一般に、ガラスを含んでなる波長変換部材を形成するためのグリーン・シートを調製した後、グリーン・シートの一方の面または両面にグリーン・シートの形状を制御するための制限層を積層し、積層体を焼成することによって製造することが可能である。しかしながら、制限層がグリーン・シートの一方の面に積層され焼成されると、グリーン・シートは、焼成の間に不均一に収縮し、それにより波長変換部材の形状が損なわれて、製造される。
従来の波長変換部材の製造方法の具体例として、韓国特許第10−0930165号は、ガラス成分を含んでなるグリーン・シートの両面にアルミナ粉末を含んでなる第1制限層を配置し、第1制限層の露出面上に可燃性材料を含んでなる第2制限層を配置し、それにより、多層セラミック基材を調製するプロセスを開示している。しかしながら、上記特許の製造方法によれば、グリーン・シート溶融物、すなわち、ガラス溶融物は、積層後の焼成の間に高温で低粘度を有し、第1制限層の成分として使用されたアルミナ粒子間に浸透して、二層間に界面に薄い層を形成する。制限層は焼成後に研磨および/またはエッチングによって取り除かれるが、グリーン・シートと制限層との間に形成された層は、完全に取り除かれず、波長変換部材の表面に残り、それにより、光源から放出される光を反射する。よって、蛍光体に到達する光量が減少するという欠点を有する。
韓国特許第10−0930165号
本発明の目的は、800℃以下、好ましくは700℃以下の温度で焼成可能であり、高い光透過率、高い屈折率、および焼成時に良好な形状を有する波長変換部材製造用積層体ならびに波長変換部材の効率的な製造方法を提供することである。
上記課題を解決するために、本発明は、波長変換部材を形成するためのグリーン・シートを含んでなる波長変換部材製造用積層体を提供し、
その積層体は、ガラス・マトリックスとガラス・マトリックス内に分散された無機蛍光体粉末とを含んでなる波長変換部材を形成するためのグリーン・シート;無機酸化物粉末としてのみシリカ粉末を含んでなり、波長変換部材を形成するためのグリーン・シートの両面に配置された制限層A用のグリーン・シート;および波長変換部材を形成するためのグリーンシートと接触していない、制限層A用のグリーン・シートの両面に配置された制限層B用のグリーン・シートを含んでなり、
ガラス・マトリックスは、ガラス粉末の総モル数に基づいて、0.1〜15モル%のP、20〜50モル%のZnO、8〜40モル%のSiO、および10〜30モル%のBを含んでなる。
加えて、本発明は、波長変換部材の製造方法を提供し、その製造方法は、ガラス粉末および無機蛍光体粉末を含んでなる、波長変換部材を形成するためのグリーン・シートを調製する第1ステップ;無機酸化物粉末としてのみシリカ粉末を含んでなる制限層A用のグリーン・シートを、波長変換部材を形成するためのグリーン・シートの両面に配置する第2ステップ;波長変換部材を形成するためのグリーン・シートと接触していない制限層A用のグリーン・シートの両面に制限層B用のグリーン・シートを配置し、それらを積層して積層体を得る第3ステップ;積層体を焼成する第4ステップ;ならびに焼成された制限層Aおよび制限層Bを焼成された積層体から取り除く第5ステップを含んでなる。
加えて、本発明は、上記製造方法を通して製造された波長変換部材を提供する。
本発明に係る波長変換部材は、800℃以下、好ましくは700℃以下の温度での焼成により製造され得、高い光透過率、高い屈折率、および焼成時に良好な形状を有する。よって、波長変換部材は、LED用に有利に使用され得る。
本発明の波長変換部材製造用積層体は、ガラス・マトリックスとガラス・マトリックス内に分散された無機蛍光体粉末とを含んでなる波長変換部材を形成するためのグリーン・シート;無機酸化物粉末としてのみシリカ粉末を含んでなり、波長変換部材を形成するためのグリーンシートの両面に配置された制限層A用のグリーン・シート;および波長変換部材を形成するためのグリーン・シートと接触していない制限層A用のグリーン・シートの両面に配置された制限層B用のグリーン・シートを含んでなり、
ガラス・マトリックスは、ガラス粉末の総モル数に基づいて、0.1〜15モル%のP、20〜50モル%のZnO、8〜40モル%のSiO、および10〜30モル%のBを含んでなる。
(ガラス・マトリックス)
ガラス・マトリックスは、ガラス粉末の総モル数に基づいて、0.1〜15モル%のP、20〜50モル%のZnO、8〜40モル%のSiO、および10〜30モル%のBを含んでなる。具体的には、ガラス・マトリックスは、ガラス粉末の総モル数に基づいて、0.1〜13モル%、0.1〜10モル%、または0.2〜10モル%のP;25〜50モル%、25〜48モル%、または28〜48モル%のZnO;8〜38モル%、8〜36モル%、または8〜35モル%のSiO;および11〜30モル%、11〜28モル%,または11〜27モル%のBを含んでなる。
ガラス・マトリックスは、ガラス粉末の総モル数に基づいて、0.1〜20モル%のSnOおよび0.1〜20モル%のAlをさらに含んでなってもよい。具体的には、ガラス・マトリックスは、ガラス粉末の総モル数に基づいて、0.1〜15モル%、0.1〜10モル%、0.1〜8モル%、または0.1〜6モル%のSnO;および0.1〜15モル%、0.5〜15モル%、1〜13モル%、または1〜11モル%のAlさらに含んでなってもよい。
ガラス・マトリックスは、ガラス粉末の総モル数に基づいて、1〜30モル%の量で、BaO、SrO、およびCaOからなる群から選択される少なくとも1つ(1種)のアルカリ土類金属酸化物をさらに含んでなってもよい。具体的には、ガラス・マトリックスは、ガラス粉末の総モル数に基づいて、1〜20モル%、1〜10モル%、または1〜8モル%の量で、BaO、SrO、およびCaOからなる群から選択される少なくとも1つのアルカリ土類金属酸化物をさらに含んでなってもよい。
ガラス・マトリックスは、ガラス粉末の総モル数に基づいて、1〜30モル%の量で、NaO、KO、およびLiOからなる群から選択される少なくとも1つのアルカリ金属酸化物をさらに含んでなってもよい。具体的には、ガラス・マトリックスは、ガラス粉末の総モル数に基づいて、1〜20モル%、1〜18モル%、または2〜17モル%の量で、NaO、KO、およびLiOからなる群から選択される少なくとも1つのアルカリ金属酸化物をさらに含んでなってもよい。より具体的には、ガラス・マトリックスは、ガラス粉末の総モル数に基づいて、1〜10モル%または1.5〜8モル%のNaO;0〜10モル%、0〜8モル%、または0〜7モル%のKO;および0〜10モル%、0〜8モル%、または0〜7モル%のLiOを含んでなってもよい。
具体的には、アルカリ金属酸化物は、NaOおよびKO;NaOおよびLiO;またはNaO、KO、およびLiOを含んでなる。
ガラス・マトリックスは、1.4〜1.7の屈折率を有してもよく、400〜700℃の軟化点(Ts)および0.1〜20μmの平均粒径(D50)を有するガラス粉末に由来してもよい。具体的には、ガラス・マトリックスは、1.45〜1.7、1.5〜1.66、1.55〜1.65、または1.58〜1.66の屈折率を有してもよく、400〜700℃、500〜700℃、550〜700℃、または550〜650℃の軟化点(Ts)、および0.1〜20μm、1〜20μm、または1〜10μmの平均粒径(D50)を有するガラス粉末に由来してもよい。
(無機蛍光体粉末)
無機蛍光体粉末は、イットリウム−アルミニウム−ガーネット(YAG)系、ルテニウム−アルミニウム−ガーネット(LuAG)系、窒化物系、硫化物系、およびケイ酸塩系の材料からなる群から選択される少なくとも1つの蛍光体粉末を含んでなってもよい。
無機蛍光体粉末は、1〜50μmの平均粒径(D50)を有してもよい。具体的には、無機蛍光体粉末は、1〜50μm、5〜40μm、または10〜30μmの平均粒径(D50)を有してもよい。
(波長変換部材を形成するためのグリーン・シート)
波長変換部材を形成するためのグリーン・シートは、ガラス・マトリックスとガラス・マトリックス内に分散された無機蛍光体粉末とを含んでなる。
波長変換部材を形成するためのグリーン・シートは、ガラス粉末、無機蛍光体粉末、バインダー樹脂、および溶媒を含んでなるガラス組成物から製造されてもよい。具体的には、ガラス組成物は、バインダー樹脂100重量部あたり、3〜160重量部の無機蛍光体粉末および120〜280重量部のガラス粉末を含んでなってもよい。
溶媒は、組成物の特性および乾燥条件に適した量で含まれてもよい。具体的には、溶媒は、ガラス組成物の総重量に基づいて、30〜50重量%含まれてもよい。
溶媒は、グリーン・シートの迅速な調製のため低沸点を有してもよい。具体的には、溶媒は、30〜150℃の沸点を有してもよい。より具体的には、溶媒は、60〜130℃の沸点を有してもよい。
加えて、溶媒は、トルエン、エタノール、ブタノール、アセトン、およびメタノールからなる群から選択される少なくとも1つを含んでなってもよい。具体的には、溶媒は、トルエン、エタノール、およびブタノールからなる群から選択される少なくとも1つを含んでなってもよい。より具体的には、溶媒は、トルエン、エタノール、およびブタノールを含んでなってもよい。
バインダー樹脂は、ポリビニルブチラール(PVB)、ポリビニルアルコール(PVA)、およびポリ(ビニルアセテート)(PVAc)からなる群から選択される少なくとも1つを含んでなってもよい。具体的には、バインダー樹脂は、ポリビニルブチラール(PVB)またはポリビニルアルコール(PVA)を含んでなってもよい。
バインダー樹脂は、1,000〜70,000g/モルの重量平均分子量を有してもよい。具体的には、バインダー樹脂は、20,000〜60,000g/モルの重量平均分子量を有してもよい。
ガラス組成物は、可塑剤をさらに含んでなってもよい。可塑剤は、DOP(ジオクチルフタレート)、DOA(ジオクチルアジペート)、およびTCP(トリクレジルフォスフェート)からなる群から選択される少なくとも1つを含んでなってもよい。具体的には、可塑剤は、DOP(ジオクチルフタレート)またはDOA(ジオクチルアジペート)を含んでなってもよい。
加えて、可塑剤は、バインダー樹脂100重量部あたり10〜200重量部の量で含まれてもよい。具体的には、可塑剤は、バインダー樹脂100重量部あたり30〜90重量部の量で含まれてもよい。
ガラス組成物は、溶媒およびバインダー樹脂を混合し、気泡を取り除いた後、ガラス粉末、無機蛍光体粉末、および可塑剤等をそこに加えることにより調製されてもよい。低沸点を有する溶媒が本発明において使用されるため、バインダー樹脂および溶媒は、ガラス組成物の調製において室温で混合され得る。
波長変換部材を形成するためのグリーン・シートは、グリーン・シートの総重量に基づいて、30〜100重量%のガラス・マトリックスおよび5〜50重量%の無機蛍光体粉末を含んでなってもよい。具体的には、波長変換部材を形成するためのグリーン・シートは、グリーン・シートの総重量に基づいて、40〜90重量%のガラス・マトリックスおよび8〜30重量%の無機蛍光体粉末を含んでなってもよい。
波長変換部材を形成するためのグリーン・シートは、10〜2,000μmの厚みを有してもよい。具体的には、波長変換部材を形成するためのグリーン・シートは、20〜1,200μmの厚みを有してもよい。
無機蛍光体粉末は焼成温度で溶融も反応もしないため、無機蛍光体粉末は、制限層の材料として使用され得る。しかしながら、無機蛍光体粉末を制限層用の材料として作用するために高密度で濃縮する必要があり、圧縮された無機蛍光体粉末は、波長変換部材の内部に光が入らないようにすることにより、屈折率および光透過率が低下させる可能性がある。よって、制限層A用のグリーン・シートおよび制限層B用のグリーン・シートは、無機蛍光体粉末を含まないことが好ましい。
(制限層A用のグリーン・シート)
制限層A用のグリーン・シートは、無機酸化物粉末としてのみシリカ粉末を含んでなる。加えて、制限層A用のグリーン・シートは、波長変換部材を形成するためのグリーン・シートの形状を焼成の間制御し、波長変換部材の機能を助けるのに役立つ。
グリーン・シート溶融物と反応して、光を反射して蛍光体に到達する光量を減少させる化学層を形成するアルミナと異なり、シリカ粉末は光透過特性に優れているため、光量の低下を引き起こさない。むしろ、シリカ粉末は、焼成時および研磨時に、波長変換部材の表面に残り、光拡散剤として作用し、それにより波長変換部材の光学特性を改善する。
シリカ粉末は、0.1〜30μmの平均粒径(D50)を有してもよい。具体的には、シリカ粉末は、0.2〜20μmまたは0.5〜10μmの平均粒径(D50)を有してもよい。
制限層A用のグリーン・シートは、シリカ粉末、バインダー樹脂、および溶媒を含んでなる制限層A用の組成物から調製してもよい。具体的には、制限層A用の組成物は、バインダー樹脂100重量部あたり、500〜1,500重量部のシリカ粉末を含んでなってもよい。
溶媒は、制限層A用の組成物の総重量に基づいて、30〜50重量%の量で含まれてもよい。
バインダー樹脂および溶媒は、波長変換部材を形成するためのグリーン・シートに関して上述したものと同じである。
制限層A用の組成物は、可塑剤をさらに含んでなってもよい。可塑剤の種類および含有量は、波長変換部材を形成するためのグリーン・シートに関して上述したものと同じである。
制限層A用の組成物を、溶媒およびバインダー樹脂を混合し、気泡を取り除いた後、シリカ粉末および可塑剤等をそこに加えることにより調製してもよい。低沸点を有する溶媒を本発明において使用するため、バインダー樹脂および溶媒を、制限層A用の組成物の調製において室温で混合することができる。
制限層A用のグリーン・シートは、5〜200μmの厚みを有してもよい。具体的には、制限層A用のグリーン・シートは、10〜200μm、10〜100μm、10〜50μm、20〜100μm、20〜80μm、または20〜50μmの厚みを有してもよい。
制限層A用のグリーン・シートを、波長変換部材を形成するためにグリーン・シートの両面に配置する必要がある。制限層A用のグリーン・シートを波長変換部材を形成するためのグリーン・シートの一方の側面にのみ配置し、焼成すると、グリーン・シートが不均一に収縮して、それにより作製された波長変換部材の形状が曲がったり、または波長変換部材上にクラックが生じる場合がある。
(制限層B用のグリーン・シート)
制限層B用のグリーン・シートは、波長変換部材を形成するためのグリーン・シートの形状を焼成の間に制御するのに役立つ。
制限層B用のグリーン・シートを、波長変換部材を形成するためのグリーン・シートと接触していない制限層A用のグリーン・シートの両面に配置する必要がある。制限層B用のグリーン・シートを、制限層A用のグリーン・シートの一方の面にのみ配置し焼成すると、グリーン・シートは不均一に収縮し、それにより作製された波長変換部材の形状が曲がったり、または波長変換部材上にクラックが生じたりする場合がある。
制限層B用のグリーン・シートは、アルミナ、シリカ、マグネシア、およびジルコニアからなる群から選択される少なくとも一つの無機酸化物粉末を含んでなってもよい。具体的には、制限層B用のグリーン・シートは、アルミナまたはマグネシアを含んでなってもよい。
無機酸化物粉末は、0.1〜30μmの平均粒径(D50)を有してもよい。具体的には、無機酸化物粉末は、0.5〜25μm、0.5〜20μm、または1〜15μmの平均粒径(D50)を有してもよい。
制限層B用のグリーン・シートを、無機酸化物粉末、バインダー樹脂、および溶媒を含んでなる制限層B用の組成物から調製してもよい。具体的には、制限層B用の組成物は、バインダー樹脂100重量部あたり、500〜1,500重量部の無機酸化物粉末を含んでなってもよい。
溶媒を、制限層B用の組成物の総重量に基づいて、30〜50重量%の量で含んでもよい。
バインダー樹脂および溶媒は、波長変換部材を形成するためのグリーン・シートに関して上述したものと同じである。
制限層B用の組成物は、可塑剤をさらに含んでなってもよい。可塑剤の種類および含有量は、波長変換部材を形成するためのグリーン・シートに関して上述したものと同じである。
制限層B用の組成物を、溶媒およびバインダー樹脂を混合し、気泡を取り除いた後、無機酸化物粉末および可塑剤等を加えることにより、調製してもよい。低沸点を有する溶媒を本発明で使用するため、バインダー樹脂および溶媒を、制限層B用の組成物の調製において室温で混合することができる。
制限層B用のグリーン・シートは、5〜200μmの厚みを有してもよい。具体的には、制限層B用のグリーン・シートは、10〜200μm、10〜100μm、10〜50μm、20〜100μm、20〜80μm、20〜50μm、または30〜50μmの厚みを有してもよい。
制限層A用のグリーン・シートおよび制限層B用のグリーン・シートの積層の総数は、4〜50であってもよい。具体的には、制限層A用のグリーン・シートおよび制限層B用のグリーン・シートの積層の総数は、4〜40、8〜30、または10〜30であってもよい。
(波長変換部材の製造方法)
本発明は、波長変換部材の製造方法を提供する。その製造方法は、ガラス粉末および無機蛍光体粉末を含んでなる、波長変換部材を形成するためのグリーン・シートを調製する第1ステップ;無機酸化物粉末としてのみシリカ粉末を含んでなる制限層A用のグリーン・シートを、波長変換部材を形成するためのグリーン・シートの両面に配置する第2ステップ;波長変換部材を形成するためのグリーン・シートと接触していない、制限層A用のグリーン・シートの両面に制限層B用のグリーン・シートを配置し、それらを積層して積層体を得る第3ステップ;積層体を焼成する第4ステップ;ならびに焼成した制限層Aおよび制限層Bを焼成した積層体から取り除く第5ステップを含んでなる。
(第1ステップ)
このステップでは、ガラス粉末および無機蛍光体粉末を含んでなる、波長変換部材を形成するためのグリーン・シートを調製する。
ガラス粉末は、ガラス粉末の総モル数に基づいて、0.1〜15モル%のP、20〜50モル%のZnO、8〜40モル%のSiO、10〜30モル%のB、0.1〜20モル%のSnO、および0.1〜20モル%のAlを含んでなる。具体的には、ガラス粉末は、ガラス粉末の総モル数に基づいて、0.1〜13モル%、0.1〜10モル%、または0.2〜10モル%のP;25〜50モル%、25〜48モル%、または28〜48モル%のZnO;8〜38モル%、8〜36モル%、または8〜35モル%のSiO;11〜30モル%、11〜28モル%、または11〜27モル%のB;0.1〜20モル%、0.1〜15モル%、0.1〜10モル%、0.1〜8モル%、または0.1〜6モル%のSnO;および0.1〜20モル%、0.1〜15モル%、0.5〜15モル%、1〜13モル%、または1〜11モル%のAlを含んでなる。
ガラス粉末は、BaO、SrO、CaO、NaO、KO、およびLiOからなる群から選択される少なくとも1つの酸化物をさらに含んでなってもよく、酸化物を、ガラス粉末の総モル数に基づいて1〜60モル%の量で含んでもよい。
具体的には、ガラス粉末は、ガラス粉末の総モル数に基づいて1〜30モル%の量で、BaO、SrO、およびCaOからなる群から選択される少なくとも1つのアルカリ土類金属酸化物を、さらに含んでなってもよい。より具体的には、ガラス粉末は、ガラス粉末の総モル数に基づいて1〜20モル%、1〜10モル%、または1〜8モル%の量で、BaO、SrO、およびCaOからなる群から選択される少なくとも1つのアルカリ土類金属酸化物をさらに含んでなってもよい。
具体的には、ガラス粉末は、ガラス粉末の総モル数に基づいて1〜30モル%の量で、NaO、KO、およびLiOからなる群から選択される少なくとも1つのアルカリ金属酸化物をさらに含んでなってもよい。より具体的には、ガラス粉末は、ガラス粉末の総モル数に基づいて1〜20モル%、1〜18モル%、または2〜17モル%の量で、NaO、KO、およびLiOからなる群から選択される少なくとも1つのアルカリ金属酸化物をさらに含んでなってもよい。さらに具体的には、ガラス粉末は、ガラス粉末の総モル数に基づいて、1〜10モル%または1.5〜8モル%のNaO;0〜10モル%、0〜8モル%、または0〜7モル%のKO;および0〜10モル%、0〜8モル%、または0〜7モル%のLiOを含んでなってもよい。
ガラス粉末は、1.4〜1.7の屈折率、400〜700℃の軟化点(Ts)、および0.1〜20μmの平均粒径(D50)を有してもよい。具体的には、ガラス粉末は、1.45〜1.7、1.5〜1.66、1.55〜1.65、または1.58〜1.66の屈折率、400〜700℃、500〜700℃、550〜700℃、または550〜650℃の軟化点(Ts)、および0.1〜20μm、1〜20μm、または1〜10μmの平均粒径(D50)を有してもよい。
無機蛍光体粉末の種類および平均粒径は、波長変換部材用の積層体に関して上述したものと同じである。
波長変換部材を形成するためのグリーン・シートを、ガラス粉末および無機蛍光体粉末を含んでなるガラス組成物から調製してもよい。ガラス組成物は、波長変換部材用の積層体に関して上述したものと同じである。
波長変換部材を形成するグリーン・シートを、基材上にガラス組成物をキャストすることにより調製してもよい。具体的には、波長変換部材を形成するためのグリーン・シートは、1つのシートであってもよく、またはキャストすることにより調製された複数層のグリーン・シートを積層しプレスすることにより得られたものであってもよい。この場合、グリーン・シートの積層数は、特に限定されない。例えば、波長変換部材を形成するためのグリーン・シートのプレス時の厚みが50〜1,500μmとなるように、グリーン・シートを積層してもよい。
プレッシングを、1〜100MPaの圧力で実行してもよい。具体的には、プレッシングを、2〜50MPaの圧力で実行してもよい。
(第2ステップ)
このステップでは、無機酸化物粉末としてのみシリカ粉末を含んでなる制限層A用のグリーン・シートを、波長変換部材を形成するためのグリーン・シートの両面に配置する。
シリカ粉末は、0.1〜30μmの平均粒径(D50)を有してもよい。具体的には、シリカ粉末は、0.2〜20μmまたは0.5〜10μmの平均粒径(D50)を有してもよい。
制限層A用のグリーン・シートを、シリカ粉末、バインダー樹脂、および溶媒を含んでなる制限層A用の組成物から調製してもよい。
制限層A用の組成物、バインダー樹脂、および溶媒は、波長変換部材用の積層体に関して上述したものと同じである。
制限層A用のグリーン・シートは、5〜200μmの厚みを有してもよい。具体的には、制限層A用のグリーン・シートは、10〜200μm、10〜100μm、10〜50μm、20〜100μm、20〜80μm、または20〜50μmの厚みを有してもよい。
(第3ステップ)
このステップでは、制限層B用のグリーン・シートを、波長変換部材を形成するためのグリーン・シートに接触していない、制限層A用のグリーン・シートの両面に配置して、それらを積層して積層体を得る。
制限層B用のグリーン・シートは、アルミナ、シリカ、マグネシア、およびジルコニアからなる群から選択される少なくとも一つの無機酸化物粉末を含んでなってもよい。具体的には、制限層B用のグリーン・シートは、アルミナ、またはジルコニアを含んでなってもよい。
無機酸化物粉末は、0.1〜30μmの平均粒径(D50)を有してもよい。具体的には、無機酸化物粉末は、0.5〜25μm、0.5〜20μm、または1〜15μmの平均粒径(D50)を有してもよい。
制限層B用のグリーン・シートを、無機酸化物粉末、バインダー樹脂、および溶媒を含んでなる制限層B用の組成物から調製してもよい。
制限層B用の組成物、バインダー樹脂、および溶媒は、波長変換部材製造用積層体に関して上述したものと同じである。
制限層B用のグリーン・シートは、5〜200μmの厚みを有してもよい。具体的には、制限層B用のグリーン・シートは、10〜200μm、10〜100μm、10〜50μm、20〜100μm、20〜80μm、20〜50μm、または30〜50μmの厚みを有してもよい。
制限層A用のグリーン・シートおよび制限層B用のグリーン・シートの積層の総数は、4〜50であってもよい。具体的には、制限層A用のグリーン・シートおよび制限層B用のグリーン・シートの積層の総数は、4〜30、8〜30、または10〜30であってもよい。
積層を、12〜200MPaの圧力および40〜80℃の温度で5〜90秒間実行してもよい。具体的には、積層を、12〜180MPa、12〜160MPa、または13〜150MPaの圧力、および40〜70℃の温度で5〜60秒間実行してもよい。より具体的には、積層を、60〜70℃の上部温度および40〜60℃の下部温度を有するラミネータを用いて実行してもよい。
(第4ステップ)
このステップでは、積層体を焼成する。
焼成を、500〜800℃で10分間〜72時間実行してもよい。具体的には、焼成を、500〜700℃で10分間〜52時間実行してもよい。
(第5ステップ)
このステップでは、焼成した制限層Aおよび制限層Bを、焼成した積層体から取り除く。具体的には、このステップでは、超音波洗浄により、焼成した制限層Aおよび制限層Bを焼成した積層体から取り除く。この場合、超音波洗浄を、10,000〜100,000Hzの超音波で5秒間〜2時間実行してもよい。具体的には、超音波洗浄を、30,000〜50,000Hzの超音波で30秒間〜1時間を実行してもよい。
波長変換部材は、100〜1,000μmの厚みを有してもよい。具体的には、波長変換部材は、100〜800μm、100〜500μm、または100〜300μmの厚みを有してもよい。
波長変換部材は、70〜80%の光透過率を有してもよい。具体的には、波長変換部材は、72〜80%、74〜78%、または76〜78%の光透過率を有してもよい。
上述したように、波長変換部材の製造方法は、特定の成分から構成される制限層を用いて波長変換部材を効率的に製造することができ、800℃以下、好ましくは700℃以下の温度での焼成により調製することができ、高い光透過率、高い屈折率、および焼成時の良好な形状を有し、それにより、LEDに有利に使用することができる。
以下、本発明を、以下の実施例を参照してより詳細に説明する。しかしながら、これらの実施例は、本発明を説明するために提供されるものであり、本発明の範囲はそれにのみ限定するものではない。
実施例
(調製例1:ガラス板の調製)
各成分を混合して、以下の表1に示す組成を有するようにし、1,200〜1,400℃で溶融してガラス材料を調製した。このように調製したガラス材料を粉砕して、5.9μmの平均粒径を有するガラス粉末を調製した。このようにして調製したガラス粉末を金型に入れ、5トンの圧力で5分間圧縮成形した後、620℃で30分間焼成した。その後、鏡面を研磨して表面粗さを0.2μmにし、200μmの厚みのガラス板を調製した。
(調製例2〜12)
各成分の含有量を以下の表1の組成物となるように変更した以外は、調製例1と同じ方法で各ガラス板を調製した。
(試験例1)
調製例1〜12の調製のガラス板の物理特性を、以下の方法で評価した。その結果を以下の表に示す。
(1)ガラス転移温度(Tg)および軟化温度(Ts)
ガラス転移温度および軟化温度を、熱分析装置(SDT: Q600, TA Instruments, USA)を使用して室温から1,000℃まで10℃/分の昇温速度で測定した。
この場合、Tdsp(温度膨張計軟化点)は、膨張計軟化点の温度を指す。
(2)光透過率(%)
550nmの参照波長を有する光透過率を、日立の磁気分光光度計(U-350、日本)を用いて測定した。試料が存在しない場合、光透過率は100%であった。
(3)屈折率
屈折率を、プロフェッショナル・ジェムストーン屈折計(Kruess model ER601 LED,ドイツ)を用いて、測定した。測定のために、試料を1mm(1T)の厚みに加工した後、測定部に密着するように試料測定位置に一定量の屈折溶液を塗布した。
Figure 2020045275
表1に示すように、調製例1〜10のガラス板は高い透過率および優れた屈折率特性を示した。それらは、650℃以下のガラス転移温度で適切な軟化特性を有する。加えて、ガラス・マトリックスの光透過率および屈折率が波長変換部材の光学特性に影響するため、これらの結果に基づいて、波長変換部材の特性を検討した。
(実施例1:波長変換部材の調製)
1−1:波長変換部材を形成するためのグリーン・シートの調製
ポリビニルブチラール(PVB、重量平均分子量:50,000g/モル)27gを溶媒(3:1:1の体積比でのトルエン、エタノール、およびブタノールの混合物)81gに加え、室温で1時間溶解し、バインダー溶液を調製した。
YAG系蛍光体粉末(平均粒径(D50):25μm、メーカー:Daejoo Electronic Materials、製品名:DLP-Y62-25)11重量部および調製例5のガラス粉末89重量部を混合し、これにバインダー溶液89重量部および可塑剤11重量部を加えて、ガラス組成物を調製した。テープ・キャスティング法によりガラス組成物をPETフィルムに塗布し、シートに成形して、50μmの厚みを有するグリーン・シートを得た。上記グリーン・シート21枚を積層し、14MPaの圧力でプレスして波長変換部材を形成するためのグリーン・シートを得た。
1−2:制限層A用のグリーン・シートの調製
実施例1−1のバインダー溶液160g、シリカ粉末(平均粒径(D50):4.9μm)500g、および可塑剤20gを混合し、制限層A用の組成物を調製した。その後、実施例1−1と同じテープ・キャスティング法により、30μmの厚みを有する制限層A用のシートを、制限層A用の組成物から調製した。
1−3:制限層B用のグリーン・シートの調製
実施例1−1のバインダー溶液160g、アルミナ粉末(平均粒径(D50):2.2μm)500g、および可塑剤20gを混合し、制限層B用の組成物を調製した。その後、実施例1−1と同じテープ・キャスティング法により、制限層B用の組成物から厚み30μmを有する、制限層B用のシートを調製した。
1−4:波長変換部材の調製
実施例1−2の制限層A用のグリーン・シートを実施例1−1の波長変換部材を形成するためのグリーン・シートの両側に配置した。その後、実施例1−3の制限層B用のグリーン・シートを、波長変換部材を形成するためのグリーン・シートと接触していない制限層A用のグリーン・シートの両面に配置し、積層体を調製した。積層体を、65℃の上部温度および50℃の下部温度を有するラミネータに入れ、14MPaの圧力で30秒間プレスした。その後、プレスした積層体を600℃の炉に入れ、0.5時間焼成した後、45,000Hzの超音波を用いて10分間超音波洗浄し、焼成した制限層AおよびBを取り除き、これにより100μmの平均厚みを有する波長変換部材を得た。
(実施例2〜6および比較例1〜4)
各波長変換部材を、以下の表2に示すように、制限層A用のグリーン・シートおよび制限層B用のグリーン・シートに含まれるガラス粉末の種類および無機酸化物の種類を変更した以外は、実施例1と同じ方法で調製した。
(試験例2)
実施例1〜6および比較例1〜4の波長変換部材の特性を、以下の方法で測定した。その結果を表2に示す。
(1)焼成体の状態
波長変換部材の焼成状態を肉眼で評価した。
(2)光透過率(%)
日立の磁気分光光度計(U−350,日本)を用いて550nmの参照波長を有する光透過率を測定した。試料が存在しない場合、光透過率は100%であった。
(3)色度分布(Cx,Cy,光束(Φv,ルーメン(lm)),および変換光束(%))
色度分布は、積分球測定装置(LMS-200, J & C Tech.)内の450nmの励起光源に波長変換部材を配置することにより測定した。
Figure 2020045275
表2に示すように、こうして調製された波長変換部材は、ガラス組成物に応じた透過率の違いにより、光学特性に違いがあった。特に、実施例4〜6の波長変換部材は、顕著に優れた光学特性を示した。対照的に、比較例1〜4の波長変換部材は、著しく低い透過率および著しく低い光学特性を有していた。

Claims (23)

  1. 波長変換部材を製造するための積層体であって、
    ガラス・マトリックスと前記ガラス・マトリックス内に分散された無機蛍光体粉末とを含んでなる前記波長変換部材を形成するためのグリーン・シート;無機酸化物粉末としてのみシリカ粉末を含んでなり、前記波長変換部材を形成するための前記グリーン・シートの両面に配置された制限層A用のグリーン・シート;および前記波長変換部材を形成するための前記グリーン・シートと接触していない、前記制限層A用の前記グリーン・シートの両面に配置された制限層B用のグリーン・シートを含んでなり、
    前記ガラス・マトリックスは、ガラス粉末の総モル数に基づいて、0.1〜15モル%のP、20〜50モル%のZnO、8〜40モル%のSiO、および10〜30モル%のBを含んでなる、波長変換部材製造用積層体。
  2. 前記ガラス・マトリックスは、前記ガラス粉末の総モル数に基づいて、0.1〜20モル%のSnOおよび0.1〜20モル%のAlをさらに含んでなる、請求項1に記載の波長変換部材製造用積層体。
  3. 前記ガラス・マトリックスは、前記ガラス粉末の総モル数に基づいて、1〜30モル%の量で、BaO、SrO、およびCaOからなる群から選択される少なくとも1つのアルカリ土類金属酸化物をさらに含んでなる、請求項2に記載の波長変換部材製造用積層体。
  4. 前記ガラス・マトリックスは、前記ガラス粉末の総モル数に基づいて、1〜30モル%の量で、NaO、KO、およびLiOからなる群から選択される少なくとも1つのアルカリ金属酸化物をさらに含んでなる、請求項2または3に記載の波長変換部材製造用積層体。
  5. 前記ガラス・マトリックスは、1.4〜1.7の屈折率を有し、400〜700℃の軟化点(Ts)および0.1〜20μmの平均粒径(D50)を有するガラス粉末に由来する、請求項1に記載の波長変換部材製造用積層体。
  6. 前記無機蛍光体粉末は、イットリウム−アルミニウム−ガーネット(YAG)系、ルテニウム−アルミニウム−ガーネット(LuAG)系、窒化物系、硫化物系、およびケイ酸塩系の材料からなる群から選択される少なくとも1つの蛍光体粉末を含んでなる、請求項1に記載の波長変換部材製造用積層体。
  7. 前記無機蛍光体粉末は、1〜50μmの平均粒径(D50)を有する、請求項1に記載の波長変換部材製造用積層体。
  8. 前記制限層A用の前記グリーン・シートの前記シリカ粉末は、0.1〜30μmの平均粒径(D50)を有し、前記制限層A用の前記グリーン・シートは、5〜200μmの厚みを有する、請求項1に記載の波長変換部材製造用積層体。
  9. 前記制限層B用の前記グリーン・シートは、アルミナ、シリカ、マグネシア、およびジルコニアからなる群から選択される少なくとも1つの無機酸化物粉末を含んでなり、
    前記無機酸化物粉末は、0.1〜30μmの平均粒径(D50)を有し、
    制限層B用の前記グリーン・シートは、5〜200μmの厚みを有する、請求項1に記載の波長変換部材製造用積層体。
  10. 波長変換部材を製造する方法であって、
    ガラス粉末および無機蛍光体粉末を含んでなる、波長変換部材を形成するためのグリーン・シートを調製する第1ステップ;無機酸化物粉末としてのみシリカ粉末を含んでなる制限層A用のグリーン・シートを、前記波長変換部材を形成するための前記グリーン・シートの両面に配置する第2ステップ;前記波長変換部材を形成するための前記グリーン・シートに接触していない、前記制限層A用の前記グリーン・シートの両面に制限層B用のグリーン・シートを配置し、それらを積層して積層体を得る第3ステップ;前記積層体を焼成する第4ステップ;ならびに前記焼成された制限層Aおよび制限層Bを前記焼成された積層体から取り除く第5ステップを含んでなる、波長変換部材の製造方法。
  11. 前記ガラス粉末は、前記ガラス粉末の総モル数に基づいて、0.1〜15モル%のP、20〜50モル%のZnO、8〜40モル%のSiO、10〜30モル%のB、0.1〜20モル%のSnO、および0.1〜20モル%のAlを含んでなる、請求項10に記載の波長変換部材の製造方法。
  12. 前記ガラス粉末は、前記ガラス粉末の総モル数に基づいて1〜60モル%の量で、BaO、SrO、CaO、NaO、KO、およびLiOからなる群から選択される少なくとも1つの酸化物をさらに含んでなる、請求項11に記載の波長変換部材の製造方法。
  13. 前記ガラス粉末は、1.4〜1.7の屈折率、400〜700℃の軟化点(Ts)、および0.1〜20μmの平均粒径(D50)を有する、請求項10に記載の波長変換部材の製造方法。
  14. 前記無機蛍光体粉末は、イットリウム−アルミニウム−ガーネット(YAG)系、ルテニウム−アルミニウム−ガーネット(LuAG)系、窒化物系、硫化物系、およびケイ酸塩系の材料からなる群から選択される少なくとも1つの蛍光体粉末を含んでなる、請求項10に記載の波長変換部材の製造方法。
  15. 前記無機蛍光体粉末は、1〜50μmの平均粒径(D50)を有する、請求項10に記載の波長変換部材の製造方法。
  16. 前記制限層A用の前記グリーン・シートの前記シリカ粉末は、0.1〜30μmの平均粒径(D50)を有し、前記制限層A用の前記グリーン・シートは、5〜200μmの厚みを有する、請求項10に記載の波長変換部材の製造方法。
  17. 前記制限層B用の前記グリーン・シートは、アルミナ、シリカ、マグネシア、およびジルコニアからなる群から選択される少なくとも一つの無機酸化物粉末を含んでなり、
    前記無機酸化物粉末は、0.1〜30μmの平均粒径(D50)を有し、
    制限層B用の前記グリーン・シートは、5〜200μmの厚みを有する、請求項10に記載の波長変換部材の製造方法。
  18. 前記第3ステップにおける前記積層を12〜200MPaの圧力および40〜80℃の温度で5〜90秒間実行する、請求項10に記載の波長変換部材の製造方法。
  19. 前記第4ステップにおける前記焼成を500〜800℃で10分間〜72時間実行する、請求項10に記載の波長変換部材の製造方法。
  20. 超音波洗浄を用いて前記第5ステップを実行する、請求項10に記載の波長変換部材用積層体の製造方法。
  21. 請求項10〜20のいずれか一項に記載の製造方法により製造された波長変換部材。
  22. 100〜1,000μmの厚みを有する、請求項21に記載の波長変換部材。
  23. 70〜80%の光超過率を有する、請求項21に記載の波長変換部材。
JP2019162817A 2018-09-07 2019-09-06 波長変換部材製造用積層体および波長変換部材の製造方法 Active JP7049678B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2018-0107304 2018-09-07
KR1020180107304A KR102149988B1 (ko) 2018-09-07 2018-09-07 파장 변환 부재 제조용 적층체 및 파장 변환 부재의 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020045275A true JP2020045275A (ja) 2020-03-26
JP7049678B2 JP7049678B2 (ja) 2022-04-07

Family

ID=67875284

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019162817A Active JP7049678B2 (ja) 2018-09-07 2019-09-06 波長変換部材製造用積層体および波長変換部材の製造方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11851370B2 (ja)
EP (1) EP3620440B1 (ja)
JP (1) JP7049678B2 (ja)
KR (1) KR102149988B1 (ja)
CN (1) CN110890454A (ja)
TW (1) TWI771613B (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6922939B2 (ja) * 2019-03-18 2021-08-18 セイコーエプソン株式会社 波長変換素子、光源装置、プロジェクター、及び波長変換素子の製造方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007191702A (ja) * 2005-12-22 2007-08-02 Nippon Electric Glass Co Ltd 発光色変換材料
JP2008143978A (ja) * 2006-12-07 2008-06-26 Nippon Electric Glass Co Ltd 発光色変換材料
JP2014088519A (ja) * 2012-10-31 2014-05-15 Nippon Electric Glass Co Ltd 波長変換部材の製造方法及び波長変換部材
JP2015042606A (ja) * 2013-07-25 2015-03-05 セントラル硝子株式会社 蛍光体分散ガラス
US20150225281A1 (en) * 2014-02-10 2015-08-13 Lg Innotek Co., Ltd. Glass composition for high-reliability ceramic phosphor plate and ceramic phosphor
JP2018031829A (ja) * 2016-08-23 2018-03-01 日本電気硝子株式会社 波長変換部材の製造方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007182529A (ja) * 2005-05-11 2007-07-19 Nippon Electric Glass Co Ltd 蛍光体複合ガラス、蛍光体複合ガラスグリーンシート及び蛍光体複合ガラスの製造方法
KR100930165B1 (ko) 2007-11-29 2009-12-07 삼성전기주식회사 구속용 그린시트 및 이를 이용한 다층 세라믹 기판의 제조방법
TWI509630B (zh) * 2009-07-21 2015-11-21 Nichia Corp A method of manufacturing a conductive material, a conductive material obtained by the method, an electronic device containing the conductive material, and a light-emitting device
WO2012108384A1 (ja) * 2011-02-10 2012-08-16 シャープ株式会社 蛍光体基板、およびこれを用いた表示装置、照明装置
JP5949770B2 (ja) * 2011-08-09 2016-07-13 旭硝子株式会社 ガラスセラミックス体、発光素子搭載用基板、および発光装置
JP5994575B2 (ja) * 2012-10-31 2016-09-21 日本電気硝子株式会社 波長変換部材の製造方法及び波長変換部材
JP2015216353A (ja) * 2014-04-23 2015-12-03 日東電工株式会社 波長変換接合部材、波長変換放熱部材および発光装置
EP3667746B1 (en) * 2014-12-26 2023-12-06 Toppan Inc. Method for manufacturing a wavelength conversion member
JPWO2017057454A1 (ja) * 2015-09-30 2018-07-19 東レ株式会社 発光装置の製造方法および表示装置の製造方法
JP6575314B2 (ja) 2015-11-13 2019-09-18 日本電気硝子株式会社 波長変換部材の製造方法及び波長変換部材
JP2018067618A (ja) 2016-10-19 2018-04-26 日本電気硝子株式会社 発光デバイス
KR20190071671A (ko) * 2016-11-02 2019-06-24 니폰 덴키 가라스 가부시키가이샤 파장 변환 부재, 발광 디바이스 및 파장 변환 부재의 제조 방법
JP6872139B2 (ja) 2016-11-17 2021-05-19 日本電気硝子株式会社 無機ナノ蛍光体粒子複合体及び波長変換部材
JP6902360B2 (ja) 2017-02-17 2021-07-14 日本特殊陶業株式会社 波長変換部材

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007191702A (ja) * 2005-12-22 2007-08-02 Nippon Electric Glass Co Ltd 発光色変換材料
JP2008143978A (ja) * 2006-12-07 2008-06-26 Nippon Electric Glass Co Ltd 発光色変換材料
JP2014088519A (ja) * 2012-10-31 2014-05-15 Nippon Electric Glass Co Ltd 波長変換部材の製造方法及び波長変換部材
JP2015042606A (ja) * 2013-07-25 2015-03-05 セントラル硝子株式会社 蛍光体分散ガラス
US20150225281A1 (en) * 2014-02-10 2015-08-13 Lg Innotek Co., Ltd. Glass composition for high-reliability ceramic phosphor plate and ceramic phosphor
JP2018031829A (ja) * 2016-08-23 2018-03-01 日本電気硝子株式会社 波長変換部材の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20200079684A1 (en) 2020-03-12
CN110890454A (zh) 2020-03-17
EP3620440A1 (en) 2020-03-11
KR102149988B1 (ko) 2020-08-31
EP3620440B1 (en) 2021-04-28
KR20200028756A (ko) 2020-03-17
JP7049678B2 (ja) 2022-04-07
TWI771613B (zh) 2022-07-21
TW202011621A (zh) 2020-03-16
US11851370B2 (en) 2023-12-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101253381B1 (ko) 형광체 복합 유리, 형광체 복합 유리 그린 시트 및 형광체 복합 유리의 제조 방법
US10580944B2 (en) Wavelength conversion member, light-emitting device, and method for manufacturing wavelength conversion member
JP5633114B2 (ja) 蛍光体複合材料に用いられるSnO−P2O5系ガラス
JP2012036367A (ja) 蛍光体複合部材
JPWO2019102787A1 (ja) 波長変換部材及び発光装置
JP2020045275A (ja) 波長変換部材製造用積層体および波長変換部材の製造方法
TW202033468A (zh) 氣密封裝體
JPWO2012005308A1 (ja) 発光素子用反射枠体、発光素子用基板、および発光装置
JP6119192B2 (ja) 波長変換部材の製造方法及び波長変換部材
JP6252982B2 (ja) ガラス部材及びその製造方法
WO2017175587A1 (ja) 複合粉末、グリーンシート、光反射基材及びこれらを用いた発光デバイス
JP2014093401A (ja) 光半導体素子搭載用基板とその製造方法、光半導体装置
JP5994575B2 (ja) 波長変換部材の製造方法及び波長変換部材
JP5516026B2 (ja) ガラスセラミックス組成物、発光ダイオード素子用基板、および発光装置
US20220131050A1 (en) Two component glass body for tape casting phosphor in glass led converters
JP2017165619A (ja) ガラスセラミック基板及びその製造方法
TW202046521A (zh) 波長轉換構件及其製造方法、以及發光裝置
TWI729330B (zh) 玻璃中螢光體顏色轉換元件的製造方法
KR20220153278A (ko) 파장 변환 부재 및 이를 포함하는 발광장치
KR20230001983A (ko) 파장 변환 부재 및 이를 포함하는 발광장치
KR101787381B1 (ko) Led용 글래스 제조 방법
TW202420507A (zh) 側面窗蓋及半導體發光裝置
TW201925131A (zh) 玻璃中螢光體顏色轉換元件的製造方法
JP2017105071A (ja) 立体造形物の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190906

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20200709

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200714

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20201013

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210224

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210520

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210921

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20211216

A524 Written submission of copy of amendment under article 19 pct

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A524

Effective date: 20211216

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220301

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220318

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7049678

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150