JP2022069537A5

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Publication number: JP2022069537A5
Application number: JP2022037014A
Authority: JP
Filing date: 2022-03-10
Publication date: 2023-09-11

Description

いくつかの実施形態では、分散剤は、有機物（例えば、ポリビニルピロリドン、ポリアクリレート、ゼラチン、ポリビニルアルコール、セルロース、スチレン－ｃｏ－無水マレイン酸、またはリグノスルホン酸塩）である。代替実施形態では、分散剤は、無機物（例えば、ヘキサメタリン酸塩、ケイ酸塩、ポリリン酸塩、またはヒュームドシリカ）である。

無機接着剤への充填剤の添加は、無機結合剤の接合強度を向上させる。特に、充填剤の添加は、無機結合剤の収縮率を低下させ、固化の間の気泡または亀裂の形成を低減または防止し、それによって、使用の間の応力の量および／または影響を減少させ、無機結合剤の接合強度を改良させることができる。充填剤は、無機接着剤の熱膨張係数の２０％以内である、熱膨張係数を有するように選定されることができる。同様に、層化を回避するために、充填剤は、無機接着剤の密度の２０％以内である、密度を有するように選定されることができる。充填剤は、顆粒状、薄片状、または繊維状の形状等の任意の所望される形状を有してもよい。任意の好適な充填剤が、使用されることができる。例えば、具体的には、充填剤は、シリカ、ケイ酸塩、アルミン酸塩、またはリン酸塩、またはダイヤモンド粉末であり得ることが想定される。充填剤は、アルミニウム、銅、銀、または金粉末等の金属粉末であり得る。充填剤は、窒化アルミニウムまたはボラゾン等の窒化物であり得る。充填剤は、酸化アルミニウムまたは酸化ホウ素等の酸化物であり得る。充填剤は、金属酸化物、金属窒化物、または金属硫化物であり得る。充填剤は、約０．１ミクロン～約５０ミクロン等の任意の好適な粒子サイズであることができる。

分散剤の添加は、結合剤全体を通して充填剤を分散させ、それによって、望ましくない凝集または沈降を回避するために有益である。任意の好適な分散剤が、使用されることができる。例えば、具体的には、分散剤は、ポリビニルピロリドン、ポリアクリレート、ゼラチン、ポリビニルアルコール、セルロース、スチレン－ｃｏ－無水マレイン酸、またはリグノスルホン酸塩等の有機分散剤であり得ることが想定される。具体的には、代替として、分散剤は、ヘキサメタリン酸塩、ケイ酸塩、ポリリン酸塩、またはヒュームドシリカ等の無機分散剤であり得ることが想定される。

本開示は、好ましい実施形態を参照して説明されている。修正および改変が、前述の詳細な説明を熟読および理解することに応じて、当業者に想起されるであろう。本開示は、添付の請求項またはそれらの均等物の範囲内に該当する限りにおいて、そのような修正および改変全てを含むものとして解釈されることが意図される。
例えば、本発明は、以下の項目を提供する。
（項目１）
無機結合剤から形成される層を備える光変換デバイスであって、前記無機結合剤は、
約２５～約８０重量％の充填剤と、
約２０～約７５重量％の無機接着剤と、
約０．５～約５重量％の分散剤と
を含む、光変換デバイス。
（項目２）
前記無機接着剤は、第１の成分と、第２の成分とから作製され、前記第１の成分対前記第２の成分の比は、約１：１～約７：３である、項目１に記載の光変換デバイス。
（項目３）
前記無機接着剤は、前記第１および第２の成分を約２５～約３０℃の温度において約２時間～約３時間の期間にわたって撹拌することによって調製される、項目２に記載の光変換デバイス。
（項目４）
前記第１の成分は、半透明な液体であり、前記第２の成分は、透明な液体である、項目２に記載の光変換デバイス。
（項目５）
前記第１の成分は、約１～約５０ｍＰａ・ｓｅｃの粘性、約０．８～約１．３ｇ／ｃｍ^３の密度、および１０％を上回る固体含有量を有し、
前記第２の成分は、約０～約５０ｍＰａ・ｓｅｃの粘性、約０．６～約１．０ｇ／ｃｍ^３の密度、および１０％を上回る固体含有量を有する、
項目１－４のいずれかに記載の光変換デバイス。
（項目６）
前記充填剤の熱膨張係数は、前記無機接着剤の熱膨張係数の２０％以内であり、前記充填剤の密度は、前記無機接着剤の密度の２０％以内である、項目１－５のいずれかに記載の光変換デバイス。
（項目７）
前記充填剤は、ケイ酸塩と、アルミン酸塩と、リン酸塩と、ダイヤモンド粉末と、金属粉末と、窒化物と、酸化物と、金属硫化物とから成る群から選択され、前記充填剤は、顆粒状、薄片状、または繊維状の形状、および約０．１ミクロン～約５０ミクロンの粒子サイズを有する、項目１－６のいずれかに記載の光変換デバイス。
（項目８）
前記分散剤は、ポリビニルピロリドンと、ポリアクリレートと、ゼラチンと、ポリビニルアルコールと、セルロースと、スチレン－ｃｏ－無水マレイン酸と、リグノスルホン酸塩とから成る群から選択される有機分散剤であり、
前記分散剤は、ヘキサメタリン酸塩と、ケイ酸塩と、ポリリン酸塩と、ヒュームドシリカとから成る群から選択される無機分散剤である、
項目１－７のいずれかに記載の光変換デバイス。
（項目９）
前記無機結合剤は、２００℃を上回る温度に耐えることが可能であり、少なくとも９８％の光透過率を有し、かつ３００℃において少なくとも１００ｐｓｉの高い引張／剪断強度を有する、項目１－８のいずれかに記載の光変換デバイス。
（項目１０）
項目１に記載の光変換デバイスの層を形成する方法であって、前記方法は、
約６０℃～約９０℃の温度において、約０．２時間～約１時間の期間にわたって、第１の硬化を実施することと、
その後、約１５０℃～約２００℃の温度において、約０．４時間～約２時間の期間にわたって、第２の硬化を実施することと
を含む、方法。
（項目１１）
光変換デバイスであって、
基材と、
前記基材上への無機コーティングであって、前記無機コーティングは、
約２５～約８０重量％の充填剤と、
約２０～約７５重量％の無機接着剤と、
約０．５～約５重量％の分散剤と
を含む、無機コーティングと
を備える、光変換デバイス。
（項目１２）
前記基材は、ディスクの形状であり、さらに、前記基材に対して法線方向の軸の周囲で前記基材を回転させるように配列されるモータを備える、項目１１に記載の光変換デバイス。
（項目１３）
前記充填剤は、イットリウムアルミニウムガーネットと、ケイ酸塩と、窒化物とから成る群から選択される蛍光体であり、前記蛍光体は、約１０ミクロン～約３０ミクロンの粒子サイズを有する、項目１１－１２のいずれかに記載の光変換デバイス。
（項目１４）
前記充填剤は、約０．１ミクロン～約１５０ミクロンの粒子サイズを有する屈折粉末である、項目１１に記載の光変換デバイス。
（項目１５）
前記無機コーティングは、約３８０ｎｍ～約８００ｎｍの波長を有する光に関して少なくとも８０％の反射率を有する、項目１４に記載の光変換デバイス。
（項目１６）
前記基材上の前記無機コーティングにわたって適用される蛍光体層をさらに備える、項目１４－１５のいずれかに記載の光変換デバイス。
（項目１７）
項目１１に記載の光変換デバイスを形成する方法であって、前記方法は、
前記基材に前記無機コーティングを適用することと、
約８５℃の温度において、約０．２５時間の期間にわたって、前記無機コーティングの第１の硬化を実施することと、
その後、約１８５℃の温度において、約０．７５時間の期間にわたって、前記無機コーティングの第２の硬化を実施することと
を含む、方法。
（項目１８）
光トンネルであって、
２００℃を上回る温度に耐えることが可能である無機結合剤によってともに継合される複数の反射器であって、前記無機結合剤は、
約２５～約８０重量％の充填剤と、
約２０～約７５重量％の無機接着剤と、
約０．５～約５重量％の分散剤と
を含む、複数の反射器
を備える、光トンネル。
（項目１９）
前記充填剤は、約０．５ミクロン～約１０ミクロンの粒子サイズを有する酸化アルミニウムである、項目１８に記載の光トンネル。
（項目２０）
項目１８に記載の光トンネルを形成する方法であって、前記方法は、
約８５℃の温度において、約０．２５時間の期間にわたって、前記無機結合剤の第１の硬化を実施することと、
その後、約１８５℃の温度において、約０．７５時間の期間にわたって、前記無機結合剤の第２の硬化を実施することと
を含む、方法。

Claims

無機結合剤から形成される層を備える光変換デバイスであって、前記無機結合剤は、
２５～８０重量％の充填剤と、
２０～７５重量％の無機接着剤と、
０．５～５重量％の分散剤と
を含み、
前記充填剤の熱膨張係数は、前記無機接着剤の熱膨張係数の２０％以内であり、前記充填剤の密度は、前記無機接着剤の密度の２０％以内である、
光変換デバイス。
前記無機接着剤は、第１の成分と第２の成分とから作製され、前記第１の成分は、半透明な液体であり、前記第２の成分は、透明な液体である、請求項１に記載の光変換デバイス。
前記第１の成分対前記第２の成分の重量比は、１：１～７：３である、請求項２に記載の光変換デバイス。
前記第１の成分は、１～５０ｍＰａ・ｓｅｃの粘性、０．８～１．３ｇ／ｃｍ^３の密度、および１０％を上回る固体含有量を有し、
前記第２の成分は、０～５０ｍＰａ・ｓｅｃの粘性、０．６～１．０ｇ／ｃｍ^３の密度、および１０％を上回る固体含有量を有する、
請求項２および３のいずれかに記載の光変換デバイス。
前記分散剤が、ポリビニルピロリドンと、ポリアクリレートと、ゼラチンと、ポリビニルアルコールと、セルロースと、スチレン－ｃｏ－無水マレイン酸と、リグノスルホン酸塩とから成る群から選択される有機分散剤であるか、または
前記分散剤が、ヘキサメタリン酸塩と、ケイ酸塩と、ポリリン酸塩と、ヒュームドシリカとから成る群から選択される無機分散剤である、
請求項１～４のいずれかに記載の光変換デバイス。
前記充填剤が、シリカと、ケイ酸塩と、アルミン酸塩と、リン酸塩と、ダイヤモンド粉末と、金属粉末と、窒化物と、酸化物と、蛍光体と、屈折粉末と、金属硫化物とから成る群から選択される、請求項１～５のいずれかに記載の光変換デバイス。
前記群から選択される充填剤が、屈折粉末であり、前記屈折粉末が、０．１ミクロン～１５０ミクロンの粒子サイズを有し、そして前記無機結合剤から形成される層が、高反射率の層である、請求項６に記載の光変換デバイス。
前記無機結合剤は、
６５～７５重量％の充填剤と、
２０～３５重量％の無機接着剤と、
１～２重量％の分散剤と
を含む、請求項７に記載の光変換デバイス。
前記群から選択される前記充填剤は、蛍光体であり、前記蛍光体が、イットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ）と、ケイ酸塩と、窒化物とから成る群から選択され、そして前記無機結合剤から形成される層が、光変換層である、請求項６に記載の光変換デバイス。
前記無機結合剤が、
６０～７５重量％の充填剤と、
２０～４５重量％の無機接着剤と、
０．５～５重量％の分散剤と
を含む、請求項９に記載の光変換デバイス。
請求項７～１０のいずれかに記載の光変換デバイスの層を形成する方法であって、前記方法は、
７５℃～１００℃の温度において、０．１時間～１時間の期間にわたって、第１の硬化を実施することと、
その後、１５０℃～２００℃の温度において、０．５時間～１時間の期間にわたって、第２の硬化を実施することと
を含む、方法。
請求項１～６のいずれかに記載の光変換デバイスの層を形成する方法であって、前記方法は、
６０℃～９０℃の温度において、０．２時間～１時間の期間にわたって、第１の硬化を実施することと、
その後、１５０℃～２００℃の温度において、０．４時間～２時間の期間にわたって、第２の硬化を実施することと
を含む、方法。
光変換デバイスであって、
基材と、
前記基材上への無機コーティングであって、前記無機コーティングは、
２５～８０重量％の充填剤と、
２０～７５重量％の無機接着剤と、
０．５～５重量％の分散剤と
を含む、無機コーティングと
を備え、
前記充填剤の熱膨張係数は、前記無機接着剤の熱膨張係数の２０％以内であり、前記充填剤の密度は、前記無機接着剤の密度の２０％以内である、
光変換デバイス。
前記分散剤が、ポリビニルピロリドンと、ポリアクリレートと、ゼラチンと、ポリビニルアルコールと、セルロースと、スチレン－ｃｏ－無水マレイン酸と、リグノスルホン酸塩とから成る群から選択される有機分散剤であるか、または
前記分散剤が、ヘキサメタリン酸塩と、ケイ酸塩と、ポリリン酸塩と、ヒュームドシリカとから成る群から選択される無機分散剤である、
請求項１３に記載の光変換デバイス。
前記充填剤が、シリカと、ケイ酸塩と、アルミン酸塩と、リン酸塩と、ダイヤモンド粉末と、金属粉末と、窒化物と、酸化物と、蛍光体と、屈折粉末と、金属硫化物とから成る群から選択される、請求項１３～１４のいずれかに記載の光変換デバイス。
前記群から選択される前記充填剤は、蛍光体であり、前記蛍光体が、イットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ）と、ケイ酸塩と、窒化物とから成る群から選択され、そして前記無機コーティングが、光変換層を形成する、請求項１５に記載の光変換デバイス。
前記群から選択される充填剤が、屈折粉末であり、前記屈折粉末が、０．１ミクロン～１５０ミクロンの粒子サイズを有し、そして前記無機コーティングが、高反射率の層を形成する、請求項１５に記載の光変換デバイス。
前記無機コーティングは、３８０ｎｍ～８００ｎｍの波長を有する光に関して少なくとも８０％の反射率を有する、請求項１７に記載の光変換デバイス。
前記基材上の前記無機コーティングにわたって適用される蛍光体層をさらに備える、請求項１７～１８のいずれかに記載の光変換デバイス。
前記基材は、ディスクの形状であり、さらに、前記基材に対して法線方向の軸の周囲で前記基材を回転させるように配列されるモータを備える、請求項１３～１９のいずれかに記載の光変換デバイス。
請求項１３に記載の光変換デバイスを形成する方法であって、前記方法は、
前記基材に前記無機コーティングを適用することと、
８５℃の温度において、０．２５時間の期間にわたって、前記無機コーティングの第１の硬化を実施することと、
その後、１８５℃の温度において、０．７５時間の期間にわたって、前記無機コーティングの第２の硬化を実施することと
を含む、方法。
光トンネルであって、
２００℃を上回る温度に耐えることが可能である無機結合剤によってともに継合される複数の反射器であって、前記無機結合剤は、
２５～８０重量％の充填剤と、
２０～７５重量％の無機接着剤と、
０．５～５重量％の分散剤と
を含む、複数の反射器
を備え、
前記充填剤の熱膨張係数は、前記無機接着剤の熱膨張係数の２０％以内であり、前記充填剤の密度は、前記無機接着剤の密度の２０％以内である、
光トンネル。
前記分散剤が、ポリビニルピロリドンと、ポリアクリレートと、ゼラチンと、ポリビニルアルコールと、セルロースと、スチレン－ｃｏ－無水マレイン酸と、リグノスルホン酸塩とから成る群から選択される有機分散剤であるか、または
前記分散剤が、ヘキサメタリン酸塩と、ケイ酸塩と、ポリリン酸塩と、ヒュームドシリカとから成る群から選択される無機分散剤である、
請求項２２に記載の光トンネル。
前記充填剤が、シリカと、ケイ酸塩と、アルミン酸塩と、リン酸塩と、ダイヤモンド粉末と、金属粉末と、窒化物と、酸化物と、蛍光体と、屈折粉末と、金属硫化物とから成る群から選択される、請求項２２～２３のいずれかに記載の光トンネル。
前記無機結合剤が、
６０～７５重量％の充填剤と、
２０～４５重量％の無機接着剤と、
２～３重量％の分散剤と
を含む、請求項２２～２４のいずれかに記載の光トンネル。
前記群から選択される充填剤が、酸化物であり、前記酸化物が、酸化アルミニウムである、請求項２４および２５のいずれかに記載の光トンネル。
前記無機接着剤が、液体透明無機接着剤である、請求項２２～２６のいずれかに記載の光トンネル。
請求項２２に記載の光トンネルを形成する方法であって、前記方法は、
８５℃の温度において、０．２５時間の期間にわたって、前記無機結合剤の第１の硬化を実施することと、
その後、１８５℃の温度において、０．７５時間の期間にわたって、前記無機結合剤の第２の硬化を実施することと
を含む、方法。