JP6068473B2 - Wavelength converting particle, wavelength converting member, and light emitting device - Google Patents

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Description

本発明は、光を吸収してこの光とは異なる波長の光を放出する波長変換粒子、この波長変換粒子を備える波長変換部材、及びこの波長変換部材を備える発光装置に関する。   The present invention relates to a wavelength conversion particle that absorbs light and emits light having a wavelength different from that of the light, a wavelength conversion member including the wavelength conversion particle, and a light emitting device including the wavelength conversion member.

従来、LEDチップを備えるLEDランプは、信号灯、携帯電話機、各種の電飾、車載用表示器、各種の表示装置など、多くの分野で利用されている。また、LEDチップから放射された光を励起してより長波長の光を放射する蛍光体をLEDチップと組み合わせることにより、LEDチップの発光色とは異なる色合いの発光を実現する発光装置の研究開発が各所で行われている。   2. Description of the Related Art Conventionally, LED lamps including LED chips are used in many fields such as signal lamps, mobile phones, various types of lighting, in-vehicle displays, and various types of display devices. Also, research and development of a light emitting device that realizes light emission with a color different from that of the LED chip by combining the LED chip with a phosphor that emits light of a longer wavelength by exciting the light emitted from the LED chip Is being carried out in various places.

この種の発光装置としては、例えばLEDチップと蛍光体とを組み合わせて、白色光の発光スペクトルを実現する白色発光装置(白色LED)の商品化がなされている。また、白色LEDを、液晶表示器のバックライトや小型ストロボなどへ応用することも盛んになってきている。   As this type of light emitting device, for example, a white light emitting device (white LED) that realizes an emission spectrum of white light by combining an LED chip and a phosphor has been commercialized. In addition, the application of white LEDs to backlights of liquid crystal displays, small strobes, and the like has become popular.

また、最近の白色LEDの高出力化に伴い、白色LEDを照明用途に展開する研究開発が盛んになってきている。このような照明用の白色LEDは、長寿命・水銀フリーといった長所を生かすことにより、環境負荷の小さい蛍光灯代替光源となることが期待されている。   In addition, with the recent increase in output of white LEDs, research and development for developing white LEDs for lighting applications has become active. Such a white LED for illumination is expected to serve as a fluorescent light alternative light source with a small environmental load by taking advantage of long life and mercury-free.

上述の白色LEDとしては、例えば、蛍光体粒子からなる波長変換粒子を透光性媒体に分散させた波長変換部材を、青色光を放射するLEDチップと組み合わせることで構成された発光装置がある(例えば、特許文献1参照)。この際、蛍光体粒子としては、赤色蛍光体粒子や緑色蛍光体粒子が使用され、透光性媒体としては、シリコーン樹脂やガラスなどが使用されている。   As the above-mentioned white LED, for example, there is a light emitting device configured by combining a wavelength conversion member in which wavelength conversion particles made of phosphor particles are dispersed in a translucent medium with an LED chip that emits blue light ( For example, see Patent Document 1). At this time, red phosphor particles or green phosphor particles are used as the phosphor particles, and silicone resin or glass is used as the translucent medium.

ここで、特許文献1に開示された波長変換部材における波長変換粒子は、コーティング層で覆われた蛍光体粒子(赤色蛍光体粒子、緑色蛍光体粒子)である。前記コーティング層の材料は、蛍光体粒子の屈折率と透光性媒体の屈折率との中間の屈折率を有している。これにより、LEDチップから放射される光の、蛍光体粒子内への入射効率(蛍光体粒子への励起光の入射効率)及び蛍光体粒子から放射される光の取り出し効率の向上が図られている。   Here, the wavelength conversion particles in the wavelength conversion member disclosed in Patent Document 1 are phosphor particles (red phosphor particles, green phosphor particles) covered with a coating layer. The material of the coating layer has an intermediate refractive index between the refractive index of the phosphor particles and the refractive index of the translucent medium. Thereby, the incident efficiency of the light emitted from the LED chip into the phosphor particles (excitation efficiency of the excitation light to the phosphor particles) and the extraction efficiency of the light emitted from the phosphor particles are improved. Yes.

しかしながら、特許文献1に開示された波長変換部材では、蛍光体粒子の屈折率をn11、透光性媒体の屈折率をn13、コーティング層の屈折率をn12とすると、これらの屈折率がn13<n12<n11の関係にある。つまり、蛍光体粒子の表面の法線方向に沿って、屈折率が段階的に変化してしまっている。その結果、透光性媒体とコーティング層との界面、及びコーティング層と蛍光体粒子との界面において、LEDチップからの放射される光の一部がフレネル反射し、蛍光体粒子内への光の入射効率が低下してしまう。However, in the wavelength conversion member disclosed in Patent Document 1, if the refractive index of the phosphor particles is n 11 , the refractive index of the translucent medium is n 13 , and the refractive index of the coating layer is n 12 , these refractive indexes are as follows. Are in a relationship of n 13 <n 12 <n 11 . That is, the refractive index changes stepwise along the normal direction of the surface of the phosphor particles. As a result, a part of the light emitted from the LED chip is Fresnel-reflected at the interface between the translucent medium and the coating layer and the interface between the coating layer and the phosphor particles, and the light into the phosphor particles is reflected. Incidence efficiency is reduced.

また、上述の波長変換部材では、蛍光体粒子の屈折率n11に比べてコーティング層の屈折率n12が小さい。そのため、入射角が臨界角以上の場合に蛍光体粒子から放射される光が蛍光体粒子とコーティング層との界面で全反射されてしまい、蛍光体粒子から放射される光の取り出し効率が低下してしまう。Further, in the wavelength conversion member described above, the refractive index n 12 of the coating layer is smaller than the refractive index n 11 of the phosphor particles. Therefore, when the incident angle is greater than the critical angle, the light emitted from the phosphor particles is totally reflected at the interface between the phosphor particles and the coating layer, and the extraction efficiency of the light emitted from the phosphor particles is reduced. End up.

また、特許文献1には、波長変換粒子のコーティング層を、複数の層からなる多層被膜とし、これら複数の層の屈折率を、外面側ほど順次小さくなるようにすることも開示されている。これにより、蛍光体粒子、コーティング層、透光性媒体の各界面における屈折率変化を緩和して、蛍光体粒子への光の入射効率及び蛍光体粒子から放射される光の取り出し効率の向上を図っている。   Patent Document 1 also discloses that the wavelength conversion particle coating layer is a multi-layer coating composed of a plurality of layers, and the refractive indexes of these layers are sequentially decreased toward the outer surface side. As a result, the refractive index change at each interface of the phosphor particles, the coating layer, and the translucent medium is alleviated to improve the efficiency of light incident on the phosphor particles and the extraction efficiency of light emitted from the phosphor particles. I am trying.

特開2007−324475号公報JP 2007-324475 A

しかしながら、コーティング層を多層被膜とすると、コーティング層内に界面が多数形成され、各界面でフレネル反射や全反射が起こり得るため、フレネル反射及び全反射は充分には抑制されなかった。このため、蛍光体粒子への光の入射効率及び蛍光体粒子から放射される光の取り出し効率の、一層の向上が望まれていた。また、多層被膜を形成する場合には、多層被膜を構成する複数の層にクラックが発生したり層間剥離が生じたりしやすくなるという問題がある、さらに、層形成する際に、複雑な工程とそれに伴うコストを要するという問題もある。   However, when the coating layer is a multilayer coating, a large number of interfaces are formed in the coating layer, and Fresnel reflection and total reflection can occur at each interface. Therefore, Fresnel reflection and total reflection are not sufficiently suppressed. For this reason, further improvement in the incident efficiency of the light to the phosphor particles and the extraction efficiency of the light emitted from the phosphor particles has been desired. In addition, when forming a multilayer coating, there is a problem that cracks or delamination easily occurs in a plurality of layers constituting the multilayer coating. There is also a problem that costs associated therewith are required.

本発明は、このような従来技術が有する課題に鑑みてなされたものである。そして、その目的は、蛍光体粒子への光の入射効率のより一層の向上及び蛍光体粒子から放射される光の取り出し効率のより一層の向上を図ることができる波長変換粒子を提供することにある。さらに本発明の目的は、この波長変換粒子を備える波長変換部材、及びこの波長変換部材を備える発光装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the problems of such conventional techniques. And the objective is to provide the wavelength conversion particle which can aim at the further improvement of the incident efficiency of the light to a fluorescent substance particle, and the further extraction efficiency of the light radiated | emitted from a fluorescent substance particle. is there. Furthermore, the objective of this invention is providing a wavelength conversion member provided with this wavelength conversion particle, and a light-emitting device provided with this wavelength conversion member.

本発明の第1の態様に係る波長変換粒子は、平均粒径が1μm〜50μmである蛍光体粒子と、蛍光体粒子の表面に設けられ、蛍光体粒子よりも平均粒径が小さく、さらに平均粒径が40nm〜1000nmである複数の第二の粒子とを備える。また、波長変換粒子は、蛍光体粒子と第二の粒子との隙間に設けられ、第二の粒子よりも平均粒径が小さく、さらに平均粒径が1nm〜100nmである複数の第三の粒子を備える。   The wavelength conversion particles according to the first aspect of the present invention are provided on the surface of the phosphor particles having an average particle diameter of 1 μm to 50 μm and the phosphor particles, the average particle diameter is smaller than the phosphor particles, and the average A plurality of second particles having a particle size of 40 nm to 1000 nm. The wavelength conversion particles are provided in a gap between the phosphor particles and the second particles, and have a plurality of third particles having an average particle size smaller than that of the second particles and an average particle size of 1 nm to 100 nm. Is provided.

本発明の第2の態様に係る波長変換粒子は、第1の態様に係る波長変換粒子において、第二の粒子の屈折率と第三の粒子の屈折率とが略同一である。   In the wavelength conversion particle according to the second aspect of the present invention, the refractive index of the second particle and the refractive index of the third particle are substantially the same in the wavelength conversion particle according to the first aspect.

本発明の第3の態様に係る波長変換粒子は、第1又は第2の態様に係る波長変換粒子において、第二の粒子の屈折率及び第三の粒子の屈折率が蛍光体粒子の屈折率以下である。   The wavelength conversion particle according to the third aspect of the present invention is the wavelength conversion particle according to the first or second aspect, wherein the refractive index of the second particle and the refractive index of the third particle are the refractive index of the phosphor particles. It is as follows.

本発明の第4の態様に係る波長変換粒子は、第1乃至第3の態様のいずれかに係る波長変換粒子において、第二の粒子及び第三の粒子は、蛍光体粒子の励起波長域の光及び蛍光体粒子の発光波長域の光の透過率が50%以上の金属酸化物から形成されている。   The wavelength conversion particle according to the fourth aspect of the present invention is the wavelength conversion particle according to any one of the first to third aspects, wherein the second particle and the third particle are in the excitation wavelength region of the phosphor particle. The light and phosphor particles are made of a metal oxide having a light transmittance of 50% or more in the emission wavelength region.

本発明の第5の態様に係る波長変換粒子は、第1乃至第4の態様のいずれかに係る波長変換粒子が、蛍光体粒子と第二の粒子及び第三の粒子との間に介在し、且つ、蛍光体粒子を覆う第一の金属酸化物層を更に備える。そして、第一の金属酸化物層の屈折率は、蛍光体粒子の屈折率以下であり、第二の粒子の屈折率以上であり、且つ、第三の粒子の屈折率以上である。   In the wavelength conversion particle according to the fifth aspect of the present invention, the wavelength conversion particle according to any one of the first to fourth aspects is interposed between the phosphor particle, the second particle, and the third particle. And a first metal oxide layer covering the phosphor particles. The refractive index of the first metal oxide layer is equal to or lower than the refractive index of the phosphor particles, equal to or higher than the refractive index of the second particles, and equal to or higher than the refractive index of the third particles.

本発明の第6の態様に係る波長変換粒子は、第1乃至第5の態様のいずれかに係る波長変換粒子が、蛍光体粒子、第二の粒子及び第三の粒子から構成される複合体を覆う第二の金属酸化物層を更に備える。そして、第二の金属酸化物層の屈折率は、第二の粒子の屈折率及び第三の粒子の屈折率のいずれよりも低い。   The wavelength conversion particle according to the sixth aspect of the present invention is a composite in which the wavelength conversion particle according to any one of the first to fifth aspects is composed of phosphor particles, second particles, and third particles. A second metal oxide layer covering the substrate. The refractive index of the second metal oxide layer is lower than both the refractive index of the second particles and the refractive index of the third particles.

本発明の第7の態様に係る波長変換部材は、透光性媒体と、透光性媒体中に分散している、第1乃至第6の態様のいずれかに係る波長変換粒子とを備える。そして、透光性媒体の屈折率は、蛍光体粒子の屈折率、第二の粒子の屈折率、及び第三の粒子の屈折率のいずれよりも低い。   The wavelength conversion member which concerns on the 7th aspect of this invention is equipped with the translucent medium and the wavelength conversion particle which concerns on either of the 1st thru | or 6th aspect disperse | distributed in the translucent medium. The refractive index of the translucent medium is lower than any of the refractive index of the phosphor particles, the refractive index of the second particles, and the refractive index of the third particles.

本発明の第8の態様に係る発光装置は、発光素子と、発光素子から発せられる光を吸収して発光する第7の態様に係る波長変換部材とを備える。   A light-emitting device according to an eighth aspect of the present invention includes a light-emitting element and a wavelength conversion member according to a seventh aspect that emits light by absorbing light emitted from the light-emitting element.

図1(a)は、本発明の第一実施形態に係る波長変換粒子及び波長変換部材を示す概略断面図である。図1(b)は、図1(a)に示される波長変換粒子及び波長変換部材の部分的な概略断面図である。図1(c)は、図1(a)に示される波長変換部材中での屈折率の変化を示すグラフである。Fig.1 (a) is a schematic sectional drawing which shows the wavelength conversion particle and wavelength conversion member which concern on 1st embodiment of this invention. FIG.1 (b) is a partial schematic sectional drawing of the wavelength conversion particle | grains and wavelength conversion member which are shown by Fig.1 (a). FIG.1 (c) is a graph which shows the change of the refractive index in the wavelength conversion member shown by Fig.1 (a). 図2(a)は本発明の第二実施形態に係る波長変換粒子及び波長変換部材を示す概略断面図である。図2(b)は、図2(a)に示される波長変換粒子及び波長変換部材の部分的な概略断面図である。Fig.2 (a) is a schematic sectional drawing which shows the wavelength conversion particle and wavelength conversion member which concern on 2nd embodiment of this invention. FIG. 2B is a partial schematic cross-sectional view of the wavelength conversion particle and the wavelength conversion member shown in FIG. 図3(a)は、本発明の第三実施形態に係る波長変換粒子及び波長変換部材を示す概略断面図である。図3(b)は、図3(a)に示される波長変換粒子及び波長変換部材の部分的な概略断面図である。図3(c)は、図3(a)に示される波長変換部材中での屈折率の変化を示すグラフである。Fig.3 (a) is a schematic sectional drawing which shows the wavelength conversion particle and wavelength conversion member which concern on 3rd embodiment of this invention. FIG.3 (b) is a partial schematic sectional drawing of the wavelength conversion particle | grains and wavelength conversion member which are shown by Fig.3 (a). FIG.3 (c) is a graph which shows the change of the refractive index in the wavelength conversion member shown by Fig.3 (a). 図4は、第三実施形態において、透光性媒体の屈折率と金属酸化物層の屈折率との差の、透光性媒体の屈折率に対する比率と、透光性媒体と金属酸化物層との界面における相対反射損失との関係をシミュレーションした結果を示すグラフである。FIG. 4 shows the ratio of the difference between the refractive index of the translucent medium and the refractive index of the metal oxide layer to the refractive index of the translucent medium, and the translucent medium and the metal oxide layer in the third embodiment. It is a graph which shows the result of having simulated the relationship with the relative reflection loss in the interface. 図5は、本発明の実施形態に係る発光装置を示す、一部破断した斜視図である。FIG. 5 is a partially broken perspective view showing the light emitting device according to the embodiment of the present invention. 図6は、本発明の実施形態に係る発光装置を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a light emitting device according to an embodiment of the present invention. 図7は、実施例1で得られた緑色の波長変換粒子の表面における走査型電子顕微鏡写真である。FIG. 7 is a scanning electron micrograph on the surface of the green wavelength conversion particles obtained in Example 1. 図8は、実施例1で得られた緑色の波長変換粒子の断面における走査型電子顕微鏡写真である。FIG. 8 is a scanning electron micrograph of a cross section of the green wavelength conversion particle obtained in Example 1. 図9は、第三の粒子がNbナノ粒子のみからなる波長変換粒子における、第三の粒子を示す走査型電子顕微鏡写真である。FIG. 9 is a scanning electron micrograph showing the third particles in the wavelength conversion particles in which the third particles consist only of Nb 2 O 5 nanoparticles. 図10は、第三の粒子がSiOナノ粒子のみからなる波長変換粒子における、第三の粒子を示す走査型電子顕微鏡写真である。FIG. 10 is a scanning electron micrograph showing the third particles in the wavelength conversion particles in which the third particles are composed only of SiO 2 nanoparticles.

以下、本発明の実施形態に係る波長変換粒子、波長変換部材及び発光装置について詳細に説明する。なお図面の寸法比率は説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。   Hereinafter, the wavelength conversion particle, the wavelength conversion member, and the light emitting device according to the embodiment of the present invention will be described in detail. In addition, the dimension ratio of drawing is exaggerated on account of description, and may differ from an actual ratio.

[波長変換粒子及び波長変換部材]
図1は、本発明の第一実施形態に係る波長変換粒子7及び波長変換部材70を概略的に示す。波長変換粒子7は、図1(a)及び図1(b)に示されるように、蛍光体粒子71、第二の粒子72及び第三の粒子73が複合化して構成される。この波長変換粒子7において、複数の第二の粒子72が蛍光体粒子71を覆っている。さらに、複数の第三の粒子73が、蛍光体粒子71と第二の粒子72との隙間に充填されている。
[Wavelength conversion particle and wavelength conversion member]
FIG. 1 schematically shows the wavelength conversion particle 7 and the wavelength conversion member 70 according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIGS. 1A and 1B, the wavelength conversion particle 7 is configured by combining phosphor particles 71, second particles 72, and third particles 73. In the wavelength conversion particle 7, a plurality of second particles 72 cover the phosphor particles 71. Further, a plurality of third particles 73 are filled in the gaps between the phosphor particles 71 and the second particles 72.

また、本実施形態に係る波長変換部材70は、波長変換粒子7と透光性媒体75とを備える。この波長変換部材70において、複数の波長変換粒子7が透光性媒体75中に分散している。なお、図1(a)は、波長変換部材70の一部の断面を概略的に示すものであり、この図1(a)では一つの波長変換粒子7のみが示されている。また、図1(b)及び図2(b)における矢印は、波長変換粒子7へ入射する入射光の方向の例を示す。   The wavelength conversion member 70 according to the present embodiment includes the wavelength conversion particles 7 and the translucent medium 75. In the wavelength conversion member 70, a plurality of wavelength conversion particles 7 are dispersed in the translucent medium 75. FIG. 1A schematically shows a partial cross section of the wavelength conversion member 70. In FIG. 1A, only one wavelength conversion particle 7 is shown. Moreover, the arrow in FIG.1 (b) and FIG.2 (b) shows the example of the direction of the incident light which injects into the wavelength conversion particle 7. FIG.

本実施形態による波長変換粒子7では、蛍光体粒子71への励起光の入射効率、及び蛍光体粒子71から放射される変換光の取り出し効率が向上する。その理由は、次の通りであると考えられる。   In the wavelength conversion particle 7 according to the present embodiment, the incident efficiency of the excitation light to the phosphor particle 71 and the extraction efficiency of the converted light emitted from the phosphor particle 71 are improved. The reason is considered as follows.

第二の粒子72が第三の粒子73を介して蛍光体粒子71に固定されると共に、蛍光体粒子71と第二の粒子72との間の空隙が第三の粒子73で埋められることで、波長変換粒子7の表面には複数の先細り状の微細突起74が形成される。これにより、波長変換粒子7に擬似的なモスアイ状構造が形成される。それにより、波長変換粒子7へ光が入射する際、及び蛍光体粒子71から放射される光が波長変換粒子7の外へ出射する際に、屈折率の不連続な変化が抑えられ、フレネル反射が抑制される。   The second particles 72 are fixed to the phosphor particles 71 via the third particles 73, and the gap between the phosphor particles 71 and the second particles 72 is filled with the third particles 73. A plurality of tapered fine protrusions 74 are formed on the surface of the wavelength conversion particle 7. As a result, a pseudo moth-eye structure is formed on the wavelength conversion particle 7. Thereby, when light is incident on the wavelength conversion particle 7 and when light emitted from the phosphor particle 71 is emitted out of the wavelength conversion particle 7, a discontinuous change in the refractive index is suppressed, and Fresnel reflection. Is suppressed.

例えば、波長変換部材70内では、透明媒体(透光性媒体75)中に波長変換粒子7が分散して存在し、且つ、波長変換粒子7の微細突起74間に透明媒体が入り込んでいる。このため、蛍光体粒子71の屈折率がn、透光性媒体75の屈折率nである場合、図1(c)に示されるように、波長変換部材70内での、透明媒体から波長変換粒子7内までに亘る屈折率はnからnまで変化する。つまり、波長変換部材70内では、波長変換粒子7における複数の微細突起74の包絡面に直交する方向に沿って、nからnまで変化する。これにより、通常のモスアイ状構造の場合と同様に屈折率の不連続な変化が生じ難くなる。その結果、蛍光体粒子71への励起光の入射効率、及び蛍光体粒子71から放射される変換光の取り出し効率が向上すると考えられる。For example, in the wavelength conversion member 70, the wavelength conversion particles 7 are dispersed in a transparent medium (translucent medium 75), and the transparent medium enters between the fine protrusions 74 of the wavelength conversion particles 7. For this reason, when the refractive index of the phosphor particles 71 is n 1 and the refractive index n 3 of the translucent medium 75, as shown in FIG. 1C, from the transparent medium in the wavelength conversion member 70. The refractive index extending into the wavelength converting particle 7 changes from n 3 to n 1 . That, within the wavelength converting member 70, along a direction perpendicular to the envelope surface of a plurality of microprojections 74 in the wavelength conversion particles 7 changes from n 3 to n 1. This makes it difficult for the refractive index to discontinuously change as in the case of a normal moth-eye structure. As a result, it is considered that the incident efficiency of the excitation light to the phosphor particles 71 and the extraction efficiency of the converted light emitted from the phosphor particles 71 are improved.

本実施形態による波長変換粒子7及び波長変換部材70の構成について、更に詳しく説明する。   The configuration of the wavelength conversion particle 7 and the wavelength conversion member 70 according to the present embodiment will be described in more detail.

蛍光体粒子71は、この蛍光体粒子71の励起波長域の光(以下、励起光という)を吸収して、励起光よりも長波長の光(以下、変換光という)を放射する。蛍光体粒子71は、適宜の蛍光体から形成される粒子であればよい。   The phosphor particles 71 absorb light in the excitation wavelength region of the phosphor particles 71 (hereinafter referred to as excitation light) and emit light having a wavelength longer than that of the excitation light (hereinafter referred to as converted light). The phosphor particles 71 may be particles formed from an appropriate phosphor.

蛍光体が発する光に基づけば、蛍光体の例としては、CaAlSiN:Eu2+、(Ca、Sr)AlSiN:Eu2+、CaS:Eu2+、(Ca、Sr)Si:Eu2+などの赤色蛍光体が挙げられる。また、CaSc:Ce3+、CaScSi12:Ce3+、(Ca、Sr、Ba)Al:Eu2+、SrGa:Eu2+などの緑色蛍光体も挙げられる。YAl12:Ce3+、(Ca、Sr、Ba、Zn)SiO:Eu2+などの黄色蛍光体、(Ba、Sr)SiO:Eu2+などの黄緑色蛍光体も挙げられる。さらに、SrSiO:Eu2+、Ca0.7Sr0.3AlSiN:Eu2+などの橙色蛍光体も挙げられる。Based on the light emitted by the phosphor, examples of the phosphor include CaAlSiN 3 : Eu 2+ , (Ca, Sr) AlSiN 3 : Eu 2+ , CaS: Eu 2+ , (Ca, Sr) 2 Si 5 N 8 : Eu Examples thereof include red phosphors such as 2+ . Also, green phosphors such as CaSc 2 O 4 : Ce 3+ , Ca 3 Sc 2 Si 3 O 12 : Ce 3+ , (Ca, Sr, Ba) Al 2 O 4 : Eu 2+ , SrGa 2 S 4 : Eu 2+, etc. Can be mentioned. Examples include yellow phosphors such as Y 3 Al 5 O 12 : Ce 3+ , (Ca, Sr, Ba, Zn) 2 SiO 4 : Eu 2+, and yellow-green phosphors such as (Ba, Sr) 2 SiO 4 : Eu 2+. It is done. Further, orange phosphors such as Sr 3 SiO 5 : Eu 2+ and Ca 0.7 Sr 0.3 AlSiN 3 : Eu 2+ are also included.

また、蛍光体の化合物の系統に基づけば、蛍光体の例としては、(Y,Gd)(Al,Ga)12:Ce、(Ca,Sr,Ba)SiO:Eu、LiSrSiO:Eu、(Ba,Sr)SiO:Euなどの酸化物系蛍光体が挙げられる。また、CaScSi12:Ce、SrAl:Eu、TbAl12:Ce、BAM:Eu、BAM:Mn,Eu、(Mg,Ca,Sr,Ba)10(POCl:Eu、Sr(POCl:Euなどの酸化物系蛍光体も挙げられる。さらに、ZnS:Cu,Al、CaGa:Eu、SrGa:Eu、BaGa:Eu、Ca(Ga,Al,In):Eu、Sr(Ga,Al,In):Eu、Ba(Ga,Al,In):Euなどの硫化物蛍光体も挙げられる。YS:Eu、LaS:Euなどの酸硫化物蛍光体も挙げられる。CaSi:Eu、SrSi:Eu、BaSi:Eu、(Ca,Ba)Si:Eu、(Sr,Ba)Si:Eu、(Ca,Sr)Si:Euなどの窒化物系または酸窒化物系の蛍光体も挙げられる。Further, based on the phosphor compound system, examples of the phosphor include (Y, Gd) 3 (Al, Ga) 5 O 12 : Ce, (Ca, Sr, Ba) 2 SiO 4 : Eu, Li Examples thereof include oxide phosphors such as 2 SrSiO 4 : Eu and (Ba, Sr) 3 SiO 5 : Eu. Further, Ca 3 Sc 2 Si 3 O 12 : Ce, SrAl 2 O 4 : Eu, Tb 3 Al 5 O 12 : Ce, BAM: Eu, BAM: Mn, Eu, (Mg, Ca, Sr, Ba) 10 ( PO 4) 6 Cl 2: Eu , Sr 5 (PO 4) 3 Cl: oxide-based phosphor such as Eu can also be mentioned. Furthermore, ZnS: Cu, Al, CaGa 2 S 4 : Eu, SrGa 2 S 4 : Eu, BaGa 2 S 4 : Eu, Ca (Ga, Al, In) 2 S 4 : Eu, Sr (Ga, Al, In And sulfide phosphors such as 2 S 4 : Eu, Ba (Ga, Al, In) 2 S 4 : Eu. Examples thereof also include oxysulfide phosphors such as Y 2 O 2 S: Eu and La 2 O 2 S: Eu. CaSi 2 O 2 N 2 : Eu, SrSi 2 O 2 N 2 : Eu, BaSi 2 O 2 N 2 : Eu, (Ca, Ba) Si 2 O 2 N 2 : Eu, (Sr, Ba) Si 2 O 2 Nitride-based or oxynitride-based phosphors such as N 2 : Eu and (Ca, Sr) Si 2 O 2 N 2 : Eu are also included.

蛍光体粒子71の粒径は特に制限されないが、蛍光体粒子71の平均粒径が大きい方が蛍光体粒子71中の欠陥密度が小さくなって、発光時のエネルギー損失が少なくなり、発光効率が高くなる。このため、発光効率を向上させる観点からは、蛍光体粒子71の平均粒径は1μm〜50μmの範囲であることが好ましく、5μm〜50μmの範囲であれば更に好ましい。特に蛍光体粒子71の平均粒径は、8μm〜50μmの範囲であることが好ましい。なお、本明細書において、「平均粒径」の値としては、特に言及のない限り、走査型電子顕微鏡(SEM)や透過型電子顕微鏡(TEM)などの観察手段を用い、数〜数十視野中に観察される粒子の粒径の平均値として算出される値を採用するものとする。   The particle diameter of the phosphor particles 71 is not particularly limited. However, the larger the average particle diameter of the phosphor particles 71, the smaller the defect density in the phosphor particles 71, the less energy loss during light emission, and the light emission efficiency. Get higher. For this reason, from the viewpoint of improving luminous efficiency, the average particle diameter of the phosphor particles 71 is preferably in the range of 1 μm to 50 μm, more preferably in the range of 5 μm to 50 μm. In particular, the average particle diameter of the phosphor particles 71 is preferably in the range of 8 μm to 50 μm. In this specification, as the value of “average particle diameter”, unless otherwise specified, an observation means such as a scanning electron microscope (SEM) or a transmission electron microscope (TEM) is used. The value calculated as the average value of the particle diameters of the particles observed inside is adopted.

第二の粒子72は蛍光体粒子71よりも小さい平均粒径を有し、第三の粒子73は第二の粒子72よりも小さい平均粒径を有する。第二の粒子72の粒径は、波長変換粒子7に所望の寸法の微細突起74が形成されるように適宜設定されるが、例えばその平均粒径が40nm〜1000nmの範囲であることが好ましい。また、第二の粒子72の平均粒径は、50nm〜500nmの範囲が更に好ましく、100nm〜300nmの範囲が特に好ましい。第二の粒子72の平均粒径が40nmより小さくなると、第二の粒子72により形成される被膜の平滑性が高くなる。そのため、擬似的なモスアイ状構造によるフレネル反射を抑制する効果が発現し難くなり、励起光の入射効率及び変換光の取り出し効率が低下してしまう。これに対し、第二の粒子72の平均粒径が1000nmより大きくなると、蛍光体粒子71の粒径に対して第二の粒子72の粒径が比較的大きくなるため、蛍光体粒子71上に第二の粒子72の被膜を均一に形成することが難しくなる。また、第二の粒子72と蛍光体粒子71との間に充填する第三の粒子73に隙間ができやすくなり、励起光の入射効率及び変換光の取り出し効率が低下してしまう恐れがある。   The second particles 72 have a smaller average particle size than the phosphor particles 71, and the third particles 73 have a smaller average particle size than the second particles 72. The particle diameter of the second particle 72 is appropriately set so that the fine projection 74 having a desired size is formed on the wavelength conversion particle 7. For example, the average particle diameter is preferably in the range of 40 nm to 1000 nm. . The average particle diameter of the second particles 72 is more preferably in the range of 50 nm to 500 nm, and particularly preferably in the range of 100 nm to 300 nm. When the average particle diameter of the second particles 72 is smaller than 40 nm, the smoothness of the coating formed by the second particles 72 is increased. Therefore, the effect of suppressing Fresnel reflection due to the pseudo moth-eye structure is hardly exhibited, and the incident efficiency of excitation light and the extraction efficiency of converted light are lowered. On the other hand, when the average particle diameter of the second particles 72 is larger than 1000 nm, the particle diameter of the second particles 72 is relatively larger than the particle diameter of the phosphor particles 71, so It becomes difficult to form a film of the second particles 72 uniformly. Further, a gap is likely to be formed in the third particle 73 filled between the second particle 72 and the phosphor particle 71, and the incident efficiency of excitation light and the extraction efficiency of converted light may be reduced.

第三の粒子73の粒径は、この第三の粒子73によって蛍光体粒子71と第二の粒子72との間の隙間が充分に埋められるように適宜設定されるが、第三の粒子73の粒径はナノサイズであることが好ましい。つまり、第三の粒子73の平均粒径は、1nm〜100nmの範囲であることが好ましい。また、第三の粒子73の平均粒径は、1nm〜30nmの範囲が更に好ましく、3nm〜10nmの範囲が特に好ましい。第三の粒子73の平均粒径が100nm以下の場合には、ミー散乱が抑制され、蛍光体粒子71への励起光の入射効率、及び蛍光体粒子71から放射される変換光の取り出し効率が向上する。また、第三の粒子73の平均粒径が100nm以下の場合には、第二の粒子72と蛍光体粒子71との間に第三の粒子73を隙間無く埋めやすくなる。なお、第三の粒子73の平均粒径が1nm未満の場合には、第二の粒子72と蛍光体粒子71との間に第三の粒子73を隙間無く埋めることが困難となり、空隙が発生しやすくなる。その結果、励起光の入射効率及び変換光の取り出し効率が低下してしまう恐れがある。なお、第三の粒子73の粒径は、試料を集束イオンビーム(FIB)加工することにより、断面を電界放射型走査電子顕微鏡(FE−SEM)や電界放射型透過電子顕微鏡(FE−TEM)で確認することにより測定することが可能である。   The particle size of the third particle 73 is appropriately set so that the gap between the phosphor particle 71 and the second particle 72 is sufficiently filled with the third particle 73. The particle size of is preferably nano-sized. That is, the average particle diameter of the third particles 73 is preferably in the range of 1 nm to 100 nm. The average particle size of the third particles 73 is more preferably in the range of 1 nm to 30 nm, and particularly preferably in the range of 3 nm to 10 nm. When the average particle size of the third particles 73 is 100 nm or less, Mie scattering is suppressed, and the incident efficiency of the excitation light to the phosphor particles 71 and the extraction efficiency of the converted light emitted from the phosphor particles 71 are improved. improves. Further, when the average particle diameter of the third particles 73 is 100 nm or less, the third particles 73 can be easily filled between the second particles 72 and the phosphor particles 71 without a gap. When the average particle diameter of the third particles 73 is less than 1 nm, it becomes difficult to fill the third particles 73 between the second particles 72 and the phosphor particles 71 without gaps, and voids are generated. It becomes easy to do. As a result, the incident efficiency of excitation light and the extraction efficiency of converted light may be reduced. The particle size of the third particles 73 is determined by processing the sample with a focused ion beam (FIB) so that the cross-section is a field emission scanning electron microscope (FE-SEM) or a field emission transmission electron microscope (FE-TEM). It is possible to measure by confirming with.

第二の粒子72は球状であることが好ましい。この場合、波長変換粒子7におけるフレネル反射が更に抑制され、蛍光体粒子71への励起光の入射効率、及び蛍光体粒子71から放射される変換光の取り出し効率が向上する。第二の粒子72が球状である場合、第二の粒子72は、その表面がほぼ曲面から形成されていればよく、厳密な球体でなくてもよい。   The second particles 72 are preferably spherical. In this case, Fresnel reflection in the wavelength conversion particle 7 is further suppressed, and the incident efficiency of the excitation light to the phosphor particle 71 and the extraction efficiency of the converted light emitted from the phosphor particle 71 are improved. In the case where the second particles 72 are spherical, the second particles 72 need only have a curved surface, and may not be a strict sphere.

第二の粒子72の屈折率と第三の粒子73の屈折率とは、略同一であることが好ましい。特に、第二の粒子72の屈折率と第三の粒子73の屈折率との差の絶対値が、0〜0.2の範囲であることが好ましく、0〜0.1の範囲であれば更に好ましい。この場合、第二の粒子72と第三の粒子73との間での光の反射が抑制され、蛍光体粒子71への励起光の入射効率、及び蛍光体粒子71から放射される変換光の取り出し効率が向上する。第二の粒子72の屈折率と第三の粒子73の屈折率との差が0、つまり第二の粒子72の屈折率と第三の粒子73の屈折率とが同一であれば特に好ましい。   The refractive index of the second particles 72 and the refractive index of the third particles 73 are preferably substantially the same. In particular, the absolute value of the difference between the refractive index of the second particle 72 and the refractive index of the third particle 73 is preferably in the range of 0 to 0.2, and if it is in the range of 0 to 0.1. Further preferred. In this case, the reflection of light between the second particle 72 and the third particle 73 is suppressed, the incident efficiency of the excitation light to the phosphor particle 71, and the converted light emitted from the phosphor particle 71. Extraction efficiency is improved. It is particularly preferable that the difference between the refractive index of the second particle 72 and the refractive index of the third particle 73 is 0, that is, the refractive index of the second particle 72 and the refractive index of the third particle 73 are the same.

また、第二の粒子72の屈折率及び第三の粒子73の屈折率が、蛍光体粒子71の屈折率以下であることが好ましい。また、透光性媒体75の屈折率が、蛍光体粒子71の屈折率、第二の粒子72の屈折率及び第三の粒子73の屈折率のいずれよりも低いことが好ましい。この場合、波長変換部材70内には、透光性媒体75から波長変換粒子7に亘って、屈折率がnからnまで連続的に小さくなるような屈折率変化が生じやすくなる。この結果、波長変換部材70における、蛍光体粒子71への励起光の入射効率、及び蛍光体粒子71から放射される変換光の取り出し効率が更に向上する。The refractive index of the second particles 72 and the refractive index of the third particles 73 are preferably equal to or lower than the refractive index of the phosphor particles 71. The refractive index of the translucent medium 75 is preferably lower than any of the refractive index of the phosphor particles 71, the refractive index of the second particles 72, and the refractive index of the third particles 73. In this case, a change in refractive index is likely to occur in the wavelength conversion member 70 so that the refractive index continuously decreases from n 3 to n 1 from the translucent medium 75 to the wavelength conversion particles 7. As a result, the incident efficiency of the excitation light to the phosphor particles 71 and the extraction efficiency of the converted light emitted from the phosphor particles 71 in the wavelength conversion member 70 are further improved.

特に第二の粒子72の屈折率及び第三の粒子73の屈折率の各々と、蛍光体粒子71の屈折率との差が0〜0.2の範囲であることが好ましく、0〜0.1の範囲であれば更に好ましい。特に、第二の粒子72の屈折率、第三の粒子73の屈折率及び蛍光体粒子71の屈折率が同一であることが好ましい。この場合、波長変換粒子7内での光の反射が特に抑制され、波長変換部材70における、蛍光体粒子71への励起光の入射効率、及び蛍光体粒子71から放射される変換光の取り出し効率が更に向上する。   In particular, the difference between the refractive index of the second particles 72 and the refractive index of the third particles 73 and the refractive index of the phosphor particles 71 is preferably in the range of 0 to 0.2. A range of 1 is more preferable. In particular, the refractive index of the second particles 72, the refractive index of the third particles 73, and the refractive index of the phosphor particles 71 are preferably the same. In this case, the reflection of light within the wavelength conversion particle 7 is particularly suppressed, and the incident efficiency of the excitation light to the phosphor particle 71 and the extraction efficiency of the converted light emitted from the phosphor particle 71 in the wavelength conversion member 70 are reduced. Is further improved.

なお、励起光の入射効率及び変換光の取り出し効率を向上させる観点から、第二の粒子72及び第三の粒子73は、蛍光体粒子71の励起光及び変換光に対して透明な材料から形成されることが好ましい。すなわち、励起光及び変換光が、第二の粒子72及び第三の粒子73を透過可能であることが好ましい。具体的には、第二の粒子72及び第三の粒子73は、蛍光体粒子71の励起波長域の光及び蛍光体粒子71の発光波長域の光の透過率が50%以上の材料から形成されることが好ましい。さらに、第二の粒子72及び第三の粒子73は、上記透過率が80%以上の材料から形成されることがより好ましい。なお、ここでいう光の透過率とは、第二の粒子72及び第三の粒子73によって蛍光体粒子71上に形成される膜厚での、第二の粒子72及び第三の粒子73を構成する材料(バルク材料)の透過率のことである。   From the viewpoint of improving the incident efficiency of excitation light and the extraction efficiency of converted light, the second particles 72 and the third particles 73 are formed of a material that is transparent to the excitation light and converted light of the phosphor particles 71. It is preferred that That is, it is preferable that excitation light and converted light can pass through the second particles 72 and the third particles 73. Specifically, the second particles 72 and the third particles 73 are formed from a material having a transmittance of 50% or more of light in the excitation wavelength region of the phosphor particles 71 and light in the emission wavelength region of the phosphor particles 71. It is preferred that Furthermore, the second particles 72 and the third particles 73 are more preferably formed from a material having the transmittance of 80% or more. The light transmittance here refers to the second particle 72 and the third particle 73 at the film thickness formed on the phosphor particle 71 by the second particle 72 and the third particle 73. It is the transmittance of the constituent material (bulk material).

第二の粒子72及び第三の粒子73の材料は特に制限されないが、適宜の酸化物、窒化物、酸窒化物等が挙げられる。特に第二の粒子72及び第三の粒子73の各々が、蛍光体粒子71の励起光及び変換光に対して透明な金属酸化物から形成されることが好ましい。この金属酸化物は、比較的高屈折率で透明な材料から選択されることが好ましい。このような金属酸化物の具体例としては、Si、Al、Y、Zr、Ti、Mg、Ca、Sr、Ba及びNbからなる群より選ばれる少なくとも1種の金属を含む酸化物が挙げられる。金属酸化物がSiを含む場合には、屈折率を調整する観点から、金属酸化物がSi以外の金属を更に含む複合金属酸化物であることが好ましい。複合金属酸化物の具体例としては、TiSi(1−X)、ZrSi(1−x)等が挙げられる。The material of the second particles 72 and the third particles 73 is not particularly limited, and examples thereof include appropriate oxides, nitrides, oxynitrides, and the like. In particular, each of the second particles 72 and the third particles 73 is preferably formed from a metal oxide that is transparent to the excitation light and converted light of the phosphor particles 71. This metal oxide is preferably selected from transparent materials having a relatively high refractive index. Specific examples of such a metal oxide include an oxide containing at least one metal selected from the group consisting of Si, Al, Y, Zr, Ti, Mg, Ca, Sr, Ba, and Nb. When the metal oxide contains Si, the metal oxide is preferably a composite metal oxide further containing a metal other than Si from the viewpoint of adjusting the refractive index. Specific examples of the composite metal oxide include Ti x Si (1-X) O 2 , Zr x Si (1-x) O 2, and the like.

また、第二の粒子72及び第三の粒子73の少なくとも一方が、例えばAlナノ粒子とSiOナノ粒子などのような二種以上のナノ粒子が複合することで構成される粒子であってもよい。特に、第二の粒子の材料が、Y、ZrO、TiO、Nb、Al及びMgOからなる群より選ばれる少なくとも一種であることが好ましい。Further, at least one of the second particle 72 and the third particle 73 is a particle constituted by combining two or more kinds of nanoparticles such as Al 2 O 3 nanoparticles and SiO 2 nanoparticles, for example. There may be. In particular, the material of the second particles is preferably at least one selected from the group consisting of Y 2 O 3 , ZrO 2 , TiO 2 , Nb 2 O 5 , Al 2 O 3 and MgO.

また、第三の粒子73の材料は、SiO、Y、ZrO、TiO、Nb、Al及びMgOからなる群より選ばれる少なくとも一種であることが好ましい。たとえば、第三の粒子は、上記組成の酸化物のみからなる粒子であってもよい。また、第三の粒子は、NbとSiOの複合材料;ZrOとSiOの複合材料;TiOとSiOの複合材料;YとSiOの複合材料のような、上記組成の酸化物が二種以上含まれる粒子であってもよい。The material of the third particles 73 is preferably at least one selected from the group consisting of SiO 2 , Y 2 O 3 , ZrO 2 , TiO 2 , Nb 2 O 5 , Al 2 O 3 and MgO. For example, the third particle may be a particle made only of an oxide having the above composition. In addition, the third particle is composed of a composite material of Nb 2 O 5 and SiO 2 ; a composite material of ZrO 2 and SiO 2 ; a composite material of TiO 2 and SiO 2 ; a composite material of Y 2 O 3 and SiO 2. The particles may contain two or more oxides having the above composition.

第二の粒子72の材料と第三の粒子73の材料とは、同一であってもよく、互いに異なっていてもよい。第二の粒子72の材料と第三の粒子73の材料とが同一であれば、第二の粒子72の屈折率と第三の粒子73の屈折率も同一になる、すなわち両者の屈折率差が0になる点で好ましい。   The material of the second particles 72 and the material of the third particles 73 may be the same or different from each other. If the material of the second particle 72 and the material of the third particle 73 are the same, the refractive index of the second particle 72 and the refractive index of the third particle 73 are also the same, that is, the difference in refractive index between them. Is preferable in that 0 becomes zero.

また、波長変換粒子7における微細突起74の突出寸法Hと、隣り合う微細突起74の間隔Dとは、いずれも、λ/n以下であることが好ましい。なお、λは波長変換粒子7に入射する励起光の波長であり、nは波長変換部材70における透光性媒体75の屈折率である。この場合、波長変換粒子7に入射する励起光のフレネル反射及び全反射を充分に抑制することが可能となる。例えば励起光が波長480nmの青色光であり、透光性媒体75の材料が屈折率1.4のシリコーン樹脂である場合には、微細突起74の突出寸法及び間隔は、480/1.4≒343nm以下であることが好ましい。この場合には、第二の粒子72の粒径が343nm以下であることが好ましい。すなわち、第二の粒子72の粒径は、λ/n以下であることが好ましい。また、λ=350nm、n=1.4の場合には、微細突起74の最大突出寸法及び最大間隔(最大ピッチ)が、250nmであることが好ましい。なお、本明細書において、微細突起74の突出寸法Hとは、図1(b)に示すように、微細突起74の底、つまり蛍光体粒子71の表面から突起の先端までの距離を意味する。また、隣り合う微細突起74の間隔Dとは、互いに隣接する微細突起74の頂点間の距離をいう。ここで、微細突起74の突出寸法及び間隔は、SEMやTEMにより測定することができる。Moreover, it is preferable that both the protrusion dimension H of the fine protrusion 74 in the wavelength conversion particle 7 and the interval D between the adjacent fine protrusions 74 are λ / n 3 or less. Note that λ is the wavelength of the excitation light incident on the wavelength conversion particle 7, and n 3 is the refractive index of the translucent medium 75 in the wavelength conversion member 70. In this case, Fresnel reflection and total reflection of the excitation light incident on the wavelength conversion particle 7 can be sufficiently suppressed. For example, when the excitation light is blue light having a wavelength of 480 nm and the material of the translucent medium 75 is a silicone resin having a refractive index of 1.4, the protrusion size and interval of the fine protrusions 74 are 480 / 1.4≈ It is preferable that it is 343 nm or less. In this case, it is preferable that the second particle 72 has a particle size of 343 nm or less. That is, the particle diameter of the second particles 72 is preferably λ / n 3 or less. Further, when λ = 350 nm and n 3 = 1.4, it is preferable that the maximum protrusion dimension and the maximum interval (maximum pitch) of the fine protrusions 74 are 250 nm. In the present specification, the protrusion dimension H of the fine protrusion 74 means the distance from the bottom of the fine protrusion 74, that is, the surface of the phosphor particle 71 to the tip of the protrusion, as shown in FIG. . Further, the interval D between the adjacent fine protrusions 74 refers to the distance between the apexes of the adjacent fine protrusions 74. Here, the protrusion dimension and interval of the fine protrusions 74 can be measured by SEM or TEM.

また、微細突起74を備える波長変換粒子7の表面の、JIS B0601‐2001(ISO 4287‐1997)で規定されている算術平均粗さRaが、125nm以下であることが好ましい。また、この波長変換粒子7の表面の、輪郭曲線要素の平均長さRSmが、125nm以下であることが好ましい。   Moreover, it is preferable that arithmetic mean roughness Ra prescribed | regulated by JIS B0601-2001 (ISO 4287-1997) of the surface of the wavelength conversion particle | grains 7 provided with the fine protrusion 74 is 125 nm or less. Moreover, it is preferable that the average length RSm of the contour curve element on the surface of the wavelength conversion particle 7 is 125 nm or less.

本実施形態に係る波長変換粒子7を作製する際に、蛍光体粒子71、第二の粒子72及び第三の粒子73を複合化させる方法としては、特に制限は無い。ただ、複合化させる方法としては、例えば一般的な湿式コーティング法(ゾルゲル法)や、噴霧コーティング法(スプレードライ法)などが適用可能である。この場合に使用される第三の粒子73について、第三の粒子73の平均粒径が10nm以下である場合には、第三の粒子73を溶媒に分散したナノ粒子分散体以外に、アルコキシド加水分解縮合物などのいわゆるゾルゲル材料を用いてもよい。なお、ゾルゲル材料は、微視的には数nm〜10nm以下の第三の粒子73の集合体からなるものである。   When the wavelength conversion particle 7 according to the present embodiment is produced, there is no particular limitation as a method for combining the phosphor particle 71, the second particle 72, and the third particle 73. However, as a method for compounding, for example, a general wet coating method (sol-gel method), a spray coating method (spray dry method), or the like is applicable. For the third particles 73 used in this case, when the average particle size of the third particles 73 is 10 nm or less, in addition to the nanoparticle dispersion in which the third particles 73 are dispersed in a solvent, alkoxide hydrolysis is performed. So-called sol-gel materials such as decomposition condensates may be used. The sol-gel material is microscopically composed of an aggregate of third particles 73 having a size of several nm to 10 nm or less.

波長変換粒子7の製造方法の一例について説明する。まず、蛍光体粒子71、第二の粒子72、及び第三の粒子73(あるいは第三の粒子73の分散体)を用意し、これらを水などの分散媒中に加えることで、混合液を調製する。この混合液を攪拌しながら、スプレードライヤー等を用いて噴霧乾燥する。これにより得られる固形物質を、必要に応じて加熱する。これにより、波長変換粒子7を得ることができる。   An example of the manufacturing method of the wavelength conversion particle 7 is demonstrated. First, phosphor particles 71, second particles 72, and third particles 73 (or a dispersion of third particles 73) are prepared, and these are added to a dispersion medium such as water, whereby the mixed solution is prepared. Prepare. While stirring this mixed solution, it is spray dried using a spray dryer or the like. The solid material thus obtained is heated as necessary. Thereby, the wavelength conversion particle 7 can be obtained.

また、上記のような蛍光体粒子71、第二の粒子72、及び第三の粒子73を含有する混合液に酸又はアルカリを添加してpH調整することで、第二の粒子72と第三の粒子73の表面電位を等電点に近づけてもよい。これにより、蛍光体粒子71、第二の粒子72、及び第三の粒子73を複合化させて、波長変換粒子7を得ることもできる。   Further, by adjusting the pH by adding acid or alkali to the mixed solution containing the phosphor particles 71, the second particles 72, and the third particles 73 as described above, the second particles 72 and the third particles 73 are added. The surface potential of the particles 73 may be close to the isoelectric point. Thereby, the phosphor particles 71, the second particles 72, and the third particles 73 can be combined to obtain the wavelength conversion particles 7.

なお、混合液を得るあたり、蛍光体粒子71が、酸化物、硫化物、酸硫化物といった、比較的水に弱い蛍光体の粒子である場合には、分散媒として有機溶媒を用いることが好ましい。   When obtaining the mixed liquid, it is preferable to use an organic solvent as a dispersion medium in the case where the phosphor particles 71 are phosphor particles that are relatively weak in water, such as oxides, sulfides, and oxysulfides. .

混合液へは、粉末状態の第二の粒子72がそのまま配合されてもよいし、第二の粒子72を溶媒に分散させて得られる分散体が配合されてもよい。また、混合液へは、粉末状態の第三の粒子73がそのまま配合されてもよいし、第三の粒子73を溶媒に分散させて得られる分散体が配合されてもよい。   In the mixed liquid, the second particles 72 in a powder state may be blended as they are, or a dispersion obtained by dispersing the second particles 72 in a solvent may be blended. Moreover, the powder-form 3rd particle | grains 73 may be mix | blended as it is to a liquid mixture, and the dispersion obtained by disperse | distributing the 3rd particle | grain 73 in a solvent may be mix | blended.

混合液内における蛍光体粒子71に対する第二の粒子72及び第三の粒子73の割合は、これらの粒子の種類に応じて任意に設定することができる。例えば、蛍光体粒子71に対する第二の粒子72の割合が0.25〜100体積%の範囲であることが好ましく、また、蛍光体粒子71に対する第三の粒子73の割合が0.25〜100体積%の範囲であることが好ましい。これらの割合が0.25体積%以上であると、波長変換粒子7の表面上における微細突起74の量が充分に多くなり、蛍光体粒子71内への入射効率及び蛍光体粒子71から放射される光の取り出し効率が、更に向上する。また、これらの割合が100体積%以下であると、蛍光体粒子71と複合化しない第二の粒子72及び第三の粒子73が生じ難くなる。このため、蛍光体粒子71と複合化していない第二の粒子72及び第三の粒子73によって、蛍光体粒子71内への入射効率等が阻害されることが抑制される。また、蛍光体粒子71と複合化していない第二の粒子72及び第三の粒子73を除去するための手間が削減される。   The ratio of the second particles 72 and the third particles 73 to the phosphor particles 71 in the mixed liquid can be arbitrarily set according to the types of these particles. For example, the ratio of the second particles 72 to the phosphor particles 71 is preferably in the range of 0.25 to 100% by volume, and the ratio of the third particles 73 to the phosphor particles 71 is 0.25 to 100. It is preferably in the range of volume%. When the ratio is 0.25% by volume or more, the amount of the fine protrusions 74 on the surface of the wavelength conversion particle 7 is sufficiently increased, and the incident efficiency into the phosphor particle 71 and the radiation from the phosphor particle 71 are emitted. The light extraction efficiency is further improved. Further, when these ratios are 100% by volume or less, the second particles 72 and the third particles 73 that are not complexed with the phosphor particles 71 are hardly generated. Therefore, the second particle 72 and the third particle 73 that are not complexed with the phosphor particles 71 are prevented from inhibiting the incident efficiency and the like into the phosphor particles 71. Moreover, the effort for removing the second particles 72 and the third particles 73 that are not combined with the phosphor particles 71 is reduced.

混合液中の蛍光体粒子71、第二の粒子72、及び第三の粒子73の合計量の割合は、これらの粒子の種類にもよるが、0.5〜30体積%の範囲であることが好ましい。この割合が30体積%以下であると、粒子の凝集が生じ難くなる。また、スプレードライ時におけるノズルのつまりが抑制される。また、この割合が0.5体積%以上であると、波長変換粒子7の生産性が高くなる。   The ratio of the total amount of the phosphor particles 71, the second particles 72, and the third particles 73 in the mixed solution is in the range of 0.5 to 30% by volume, although it depends on the type of these particles. Is preferred. When this proportion is 30% by volume or less, aggregation of particles hardly occurs. Further, nozzle clogging during spray drying is suppressed. Moreover, the productivity of the wavelength conversion particle 7 will become it high that this ratio is 0.5 volume% or more.

また、スプレードライ時における乾燥温度は、使用する溶媒が揮発し得る温度以上であればよく、例えば水溶媒の場合、100℃以上、より好ましくは110℃以上である。   Moreover, the drying temperature at the time of spray drying should just be more than the temperature which the solvent to use volatilizes, for example, in the case of a water solvent, it is 100 degreeC or more, More preferably, it is 110 degreeC or more.

透光性部材における透光性媒体75の屈折率は、蛍光体粒子71の屈折率、第二の粒子72の屈折率、及び第三の粒子73の屈折率の、いずれよりも低いことが好ましい。また、後述するように、波長変換粒子7が第二の金属酸化物層77を備える場合には、透光性媒体75の屈折率と第二の金属酸化物層77の屈折率とは略同一であることが好ましい。   The refractive index of the translucent medium 75 in the translucent member is preferably lower than any of the refractive index of the phosphor particles 71, the refractive index of the second particles 72, and the refractive index of the third particles 73. . As will be described later, when the wavelength conversion particle 7 includes the second metal oxide layer 77, the refractive index of the translucent medium 75 and the refractive index of the second metal oxide layer 77 are substantially the same. It is preferable that

透光性媒体75の材料としては、シロキサン結合を有するケイ素化合物、ガラス等が挙げられる。これらの材料は耐熱性及び耐光性(特に青色〜紫外線等の短波長の光に対する耐久性)に優れる。そのため、波長変換粒子7に入射される励起光が青色光から紫外光に亘る波長域の光であっても、透光性媒体75が劣化することが抑制される。ケイ素化合物の例としては、シリコーン樹脂、オルガノシロキサンの加水分解縮合物、オルガノシロキサンの縮合物などが、公知の重合手法(ヒドロシリル化などの付加重合、ラジカル重合など)により架橋することで生成する複合樹脂が挙げられる。また、透光性媒体75としては、例えばアクリル樹脂や、有機成分と無機成分とがナノレベル又は分子レベルで混合、結合されることで形成される有機・無機ハイブリッド材料などが採用されてもよい。   Examples of the material of the translucent medium 75 include a silicon compound having a siloxane bond and glass. These materials are excellent in heat resistance and light resistance (particularly durability against light having a short wavelength such as blue to ultraviolet light). Therefore, even if the excitation light incident on the wavelength conversion particle 7 is light in a wavelength range from blue light to ultraviolet light, the translucent medium 75 is suppressed from being deteriorated. Examples of silicon compounds include composites formed by crosslinking a silicone resin, a hydrolyzed condensate of organosiloxane, a condensate of organosiloxane, etc. by a known polymerization method (addition polymerization such as hydrosilylation, radical polymerization, etc.). Resin. Further, as the translucent medium 75, for example, an acrylic resin or an organic / inorganic hybrid material formed by mixing and bonding an organic component and an inorganic component at a nano level or a molecular level may be employed. .

波長変換部材70中の蛍光体粒子71の含有量は、蛍光体粒子71及び透光性媒体75の種類、波長変換部材70の寸法、波長変換部材70に要求される波長変換能等を考慮して適宜決定される。波長変換部材70中の蛍光体粒子71の含有量は、例えば5〜30質量%の範囲であることが好ましい。   The content of the phosphor particles 71 in the wavelength conversion member 70 takes into consideration the types of the phosphor particles 71 and the translucent medium 75, the dimensions of the wavelength conversion member 70, the wavelength conversion capability required for the wavelength conversion member 70, and the like. To be determined as appropriate. The content of the phosphor particles 71 in the wavelength conversion member 70 is preferably in the range of 5 to 30% by mass, for example.

この波長変換部材70に蛍光体粒子71の励起光が照射されると、この励起光の一部を蛍光体粒子71が吸収して、励起光よりも長波長の蛍光を発光する。これにより、波長変換部材70を光が透過する際に、一部の光の波長が蛍光体粒子71によって変換される。これにより、波長変換部材70へ照射される光と、波長変換部材70中の蛍光体粒子71の種類との組み合わせに応じた色の光が、波長変換部材70から発せられる。   When the wavelength conversion member 70 is irradiated with the excitation light of the phosphor particles 71, a part of the excitation light is absorbed by the phosphor particles 71 and emits fluorescence having a wavelength longer than that of the excitation light. Thereby, when the light passes through the wavelength conversion member 70, the wavelength of a part of the light is converted by the phosphor particles 71. Thereby, the light of the color according to the combination with the light irradiated to the wavelength conversion member 70 and the kind of the fluorescent substance particle 71 in the wavelength conversion member 70 is emitted from the wavelength conversion member 70.

このように、本発明の実施形態に係る波長変換粒子は、平均粒径が1μm〜50μmである蛍光体粒子と、蛍光体粒子の表面に設けられ、蛍光体粒子よりも平均粒径が小さく、さらに平均粒径が40nm〜1000nmである複数の第二の粒子とを備える。また、波長変換粒子は、蛍光体粒子と第二の粒子との隙間に設けられ、第二の粒子よりも平均粒径が小さく、さらに平均粒径が1nm〜100nmである複数の第三の粒子を備える。これにより、波長変換粒子へ光が入射する際、及び波長変換粒子から光が出射する際に、屈折率の不連続な変化が抑えられ、フレネル反射が抑制される。その結果、蛍光体粒子への光の入射効率及び蛍光体粒子から放射される光の取り出し効率のより一層の向上を図ることが可能となる。   As described above, the wavelength conversion particles according to the embodiment of the present invention are provided on the surface of the phosphor particles having an average particle diameter of 1 μm to 50 μm and the phosphor particles, and the average particle diameter is smaller than the phosphor particles, And a plurality of second particles having an average particle diameter of 40 nm to 1000 nm. The wavelength conversion particles are provided in a gap between the phosphor particles and the second particles, and have a plurality of third particles having an average particle size smaller than that of the second particles and an average particle size of 1 nm to 100 nm. Is provided. Thereby, when light is incident on the wavelength conversion particles and when light is emitted from the wavelength conversion particles, discontinuous change in the refractive index is suppressed, and Fresnel reflection is suppressed. As a result, it is possible to further improve the incident efficiency of light to the phosphor particles and the extraction efficiency of light emitted from the phosphor particles.

次に、本発明の第二実施形態に係る波長変換粒子について説明する。本実施形態では、図2(a)及び図2(b)に示すように、波長変換粒子7は、蛍光体粒子71と第二の粒子72及び第三の粒子73との間に介在する金属酸化物層(第一の金属酸化物層76)を備えている。なお、本実施形態における第一の金属酸化物層76以外の構成については第一実施形態と同じであるため、その説明を省略すると共に、第一実施形態と共通する要素について、第一実施形態の場合と同じ符号を付す。   Next, wavelength conversion particles according to the second embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, as shown in FIGS. 2A and 2B, the wavelength conversion particle 7 is a metal interposed between the phosphor particle 71, the second particle 72, and the third particle 73. An oxide layer (first metal oxide layer 76) is provided. In addition, since it is the same as that of 1st embodiment about structures other than the 1st metal oxide layer 76 in this embodiment, while omitting the description, about 1st Embodiment, about the element which is common in 1st Embodiment The same reference numerals as in the case of.

本実施形態のように、波長変換粒子7は、蛍光体粒子71と第二の粒子72及び第三の粒子73との間に介在する金属酸化物層(第一の金属酸化物層76)を備えてもよい。すなわち、蛍光体粒子71が第一の金属酸化物層76によって覆われてから、第二の粒子72及び第三の粒子73と複合化されることで、波長変換粒子7が構成されてもよい。このように波長変換粒子7が第一の金属酸化物層76を備える場合、第一の金属酸化物層76によって水分が遮蔽され、外部から蛍光体粒子71へ水分が到達し難くなる。このため蛍光体粒子71の水分による劣化が抑制される。これにより、波長変換粒子7の耐久性が向上する。また、蛍光体粒子71の材料の選択の自由度が高くなる。   As in the present embodiment, the wavelength conversion particle 7 has a metal oxide layer (first metal oxide layer 76) interposed between the phosphor particles 71, the second particles 72, and the third particles 73. You may prepare. That is, after the phosphor particles 71 are covered with the first metal oxide layer 76, the wavelength conversion particles 7 may be configured by being combined with the second particles 72 and the third particles 73. . Thus, when the wavelength conversion particle 7 includes the first metal oxide layer 76, moisture is shielded by the first metal oxide layer 76, and moisture hardly reaches the phosphor particles 71 from the outside. For this reason, deterioration of the phosphor particles 71 due to moisture is suppressed. Thereby, the durability of the wavelength conversion particle 7 is improved. Moreover, the freedom degree of selection of the material of the fluorescent substance particle 71 becomes high.

励起光の入射効率及び変換光の取り出し効率を向上させる観点から、第一の金属酸化物層76は、蛍光体粒子71の励起光及び変換光に対して透明な金属酸化物から形成されることが好ましい。すなわち、励起光及び変換光が、第一の金属酸化物層76を透過可能であることが好ましい。具体的には、第一の金属酸化物層76は、蛍光体粒子71の励起波長域の光及び蛍光体粒子71の発光波長域の光の透過率が50%以上の材料から形成されることが好ましい。   From the viewpoint of improving the incident efficiency of excitation light and the extraction efficiency of converted light, the first metal oxide layer 76 is formed of a metal oxide that is transparent to the excitation light and converted light of the phosphor particles 71. Is preferred. That is, it is preferable that excitation light and converted light can pass through the first metal oxide layer 76. Specifically, the first metal oxide layer 76 is made of a material having a transmittance of 50% or more of light in the excitation wavelength region of the phosphor particles 71 and light in the emission wavelength region of the phosphor particles 71. Is preferred.

さらに、第一の金属酸化物層76の屈折率は、蛍光体粒子71の屈折率以下であり、第二の粒子72の屈折率以上であり、且つ、第三の粒子73の屈折率以上であることが好ましい。この場合、第一の金属酸化物層76による光のフレネル反射が抑制され、蛍光体粒子71への光の入射効率及び蛍光体粒子71から放射される光の取り出し効率が高く維持される。特に、第一の金属酸化物層76の屈折率、蛍光体粒子71の屈折率、第二の粒子72の屈折率、及び第三の粒子73の屈折率が、同一であることが好ましい。   Further, the refractive index of the first metal oxide layer 76 is equal to or lower than the refractive index of the phosphor particles 71, equal to or higher than the refractive index of the second particles 72, and equal to or higher than the refractive index of the third particles 73. Preferably there is. In this case, Fresnel reflection of light by the first metal oxide layer 76 is suppressed, and the efficiency of light incident on the phosphor particles 71 and the extraction efficiency of light emitted from the phosphor particles 71 are maintained high. In particular, the refractive index of the first metal oxide layer 76, the refractive index of the phosphor particles 71, the refractive index of the second particles 72, and the refractive index of the third particles 73 are preferably the same.

第一の金属酸化物層76の材料である金属酸化物としては、特に制限されないが、Si、Al、Y、Zr、Ti、Mg、Ca、Sr、Ba、Nb及びGeからなる群より選ばれる少なくとも1種の金属を含む金属酸化物が挙げられる。   The metal oxide that is the material of the first metal oxide layer 76 is not particularly limited, but is selected from the group consisting of Si, Al, Y, Zr, Ti, Mg, Ca, Sr, Ba, Nb, and Ge. Examples thereof include metal oxides containing at least one metal.

第一の金属酸化物層76の厚みは、特に制限されないが、例えば50nm〜500nmであることが好ましい。第一の金属酸化物層76の厚みが500nm以下であると、第一の金属酸化物層76にクラックが生じ難くなり、また、第一の金属酸化物層76によって光の透過が妨げられ難くなる。またこの厚みが50nm以上であると、第一の金属酸化物層76によって充分に高い防湿性能が発揮される。この第一の金属酸化物層76の厚みが100nm〜250nmであれば、更に好ましい。   The thickness of the first metal oxide layer 76 is not particularly limited, but is preferably 50 nm to 500 nm, for example. When the thickness of the first metal oxide layer 76 is 500 nm or less, the first metal oxide layer 76 is hardly cracked, and the first metal oxide layer 76 is difficult to prevent light transmission. Become. Further, when the thickness is 50 nm or more, the first metal oxide layer 76 exhibits sufficiently high moisture-proof performance. More preferably, the thickness of the first metal oxide layer 76 is 100 nm to 250 nm.

第一の金属酸化物層76によって水分が充分に遮蔽されるためには、第一の金属酸化物層76が、緻密性の高い膜であることが好ましい。この場合、例えば第一の金属酸化物層76が、粒径10nm以下の微細なナノ粒子から構成される膜、ゾルゲル法により形成される膜、これら二種の膜からなる複合膜等から構成されることが好ましい。   In order for moisture to be sufficiently shielded by the first metal oxide layer 76, the first metal oxide layer 76 is preferably a highly dense film. In this case, for example, the first metal oxide layer 76 is composed of a film composed of fine nanoparticles having a particle diameter of 10 nm or less, a film formed by a sol-gel method, a composite film composed of these two kinds of films, and the like. It is preferable.

第一の金属酸化物層76を形成する方法としては、特に制限されないが、ゾルゲル法、プラズマ蒸着法等が挙げられる。第一の金属酸化物層76を緻密化するためには、第一の金属酸化物層76に対して熱処理を施すことも好ましい。   A method for forming the first metal oxide layer 76 is not particularly limited, and examples thereof include a sol-gel method and a plasma deposition method. In order to densify the first metal oxide layer 76, it is also preferable to heat-treat the first metal oxide layer 76.

次に、本発明の第三実施形態に係る波長変換粒子について説明する。本実施形態では、図3(a)及び図3(b)に示すように、波長変換粒子7が、蛍光体粒子71、第二の粒子72及び第三の粒子73から構成される複合体を覆う金属酸化物層を備える。なお、本実施形態における第二の金属酸化物層77以外の構成については第一実施形態と同じであるため、その説明を省略すると共に、第一実施形態と共通する要素について、第一実施形態の場合と同じ符号を付す。   Next, wavelength conversion particles according to the third embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, as shown in FIGS. 3A and 3B, the wavelength conversion particle 7 is a composite composed of phosphor particles 71, second particles 72, and third particles 73. An overlying metal oxide layer is provided. In addition, since it is the same as that of 1st embodiment about structures other than the 2nd metal oxide layer 77 in this embodiment, while omitting the description, it is about 1st Embodiment about the element which is common in 1st embodiment. The same reference numerals as in the case of.

本実施形態のように、波長変換粒子7は、蛍光体粒子71、第二の粒子72及び第三の粒子73から構成される複合体を覆う第二の金属酸化物層77を備えてもよい。この場合、波長変換粒子7は、第二実施形態の場合と同様に、更に第一の金属酸化物層76を備えてもよい。すなわち、蛍光体粒子71が第一の金属酸化物層76によって覆われてから、第二の粒子72及び第三の粒子73と複合化されることで複合体が形成され、更にこの複合体が第二の金属酸化物層77で覆われることで、波長変換粒子7が構成されてもよい。このように波長変換粒子7が第二の金属酸化物層77を備える場合、第二の金属酸化物層77によって水分が遮蔽され、外部から蛍光体粒子71へ水分が到達し難くなる。このため、蛍光体粒子71の水分による劣化が抑制される。これにより、波長変換粒子7の耐久性が向上する。また、蛍光体粒子71の材料の選択の自由度が高くなる。さらに、第二の金属酸化物層77によって、第二の粒子72及び第三の粒子73の脱落が抑制される。   As in the present embodiment, the wavelength conversion particle 7 may include a second metal oxide layer 77 that covers a composite composed of phosphor particles 71, second particles 72, and third particles 73. . In this case, the wavelength conversion particle 7 may further include a first metal oxide layer 76 as in the case of the second embodiment. That is, after the phosphor particles 71 are covered with the first metal oxide layer 76, the phosphor particles 71 are combined with the second particles 72 and the third particles 73 to form a complex. The wavelength conversion particle 7 may be configured by being covered with the second metal oxide layer 77. Thus, when the wavelength conversion particle 7 includes the second metal oxide layer 77, moisture is shielded by the second metal oxide layer 77, and moisture hardly reaches the phosphor particles 71 from the outside. For this reason, deterioration of the phosphor particles 71 due to moisture is suppressed. Thereby, the durability of the wavelength conversion particle 7 is improved. Moreover, the freedom degree of selection of the material of the fluorescent substance particle 71 becomes high. Further, the second metal oxide layer 77 prevents the second particles 72 and the third particles 73 from falling off.

第二の金属酸化物層77の屈折率は、第二の粒子72の屈折率及び第三の粒子73の屈折率のいずれよりも低いことが好ましい。また、この第二の金属酸化物層77の屈折率と、透光性媒体75の屈折率とは、略同一であることが好ましい。この場合、透光性媒体75と第二の金属酸化物層77との間での光の反射が抑制され、蛍光体粒子71への励起光の入射効率、及び蛍光体粒子71から放射される変換光の取り出し効率が更に向上する。   The refractive index of the second metal oxide layer 77 is preferably lower than both the refractive index of the second particles 72 and the refractive index of the third particles 73. The refractive index of the second metal oxide layer 77 and the refractive index of the translucent medium 75 are preferably substantially the same. In this case, reflection of light between the translucent medium 75 and the second metal oxide layer 77 is suppressed, and the incident efficiency of excitation light to the phosphor particles 71 and the phosphor particles 71 are emitted. The extraction efficiency of the converted light is further improved.

この点について、更に詳しく説明する。まず、蛍光体粒子71の屈折率がn、透光性媒体75の屈折率がn、第二の金属酸化物層77を構成する金属酸化物の屈折率がnとする。この場合、波長変換部材70内での、透光性媒体75から波長変換粒子7内までに亘る屈折率(有効屈折率)は、図3(c)に示すように、波長変換粒子7における複数の微細突起74の包絡面に直交する方向に沿って、nからnを経てnまで変化する。したがって、第二の金属酸化物層77の屈折率nが透光性媒体75の屈折率nと略同一であれば、第二の金属酸化物層77と透光性媒体75との間での急激な屈折率の変化が抑制され、波長変換部材70内の有効屈折率はnからnまで連続的に変化する。このため、金属酸化物層の屈折率nは、透光性媒体75の屈折率nと略同一であることが好ましく、同一であることがより好ましい。なお、図3(c)において、n4max及びn4minは、それぞれnとnとが略同一である場合のnの上限値及び下限値を示す。 This point will be described in more detail. First, the refractive index of the phosphor particles 71 is n 1 , the refractive index of the translucent medium 75 is n 3 , and the refractive index of the metal oxide constituting the second metal oxide layer 77 is n 4 . In this case, the refractive index (effective refractive index) from the translucent medium 75 to the wavelength converting particle 7 in the wavelength converting member 70 is plural in the wavelength converting particle 7 as shown in FIG. along the direction orthogonal to the envelope surface of the microprojections 74, changes from n 3 to n 1 through n 4. Therefore, if the refractive index n 4 of the second metal oxide layer 77 is substantially the same as the refractive index n 3 of the translucent medium 75, it is between the second metal oxide layer 77 and the translucent medium 75. Is suppressed, and the effective refractive index in the wavelength conversion member 70 continuously changes from n 1 to n 3 . Therefore, the refractive index n 4 of the metal oxide layer is preferably substantially the same as the refractive index n 3 of the transparent medium 75, and more preferably the same. In FIG. 3C , n 4max and n 4min indicate the upper limit value and lower limit value of n 4 when n 4 and n 3 are substantially the same, respectively.

第二の金属酸化物層77の屈折率nが透光性媒体75の屈折率nと略同一とみなされる条件について説明する。まず、透光性媒体75の屈折率nと金属酸化物層の屈折率nとの屈折率差(|n−n|)の、透光性媒体75の屈折率nに対する比率を「{|n−n|/n}×100」と表す。そして、図4では、この「{|n−n|/n}×100」と、透光性媒体75と第二の金属酸化物層77との界面(屈折率界面)における相対反射損失(正反射成分のみを考慮した反射損失の相対値)との関係をシミュレーションした結果を示す。図4に示すように、屈折率差の屈折率nに対する比率が22%以上になると、透光性媒体75と第二の金属酸化物層77との界面(屈折率界面)における相対反射損失が1%を超える。蛍光体粒子71への励起光の入射効率、及び蛍光体粒子71から放射される変換光の取り出し効率を向上する観点からは、相対反射損失が1%という値は無視できる値ではない。そこで、本実施形態では、屈折率差の屈折率nに対する比率が15%以下である場合(相対反射損失が0.5%以下となる場合)に、第二の金属酸化物層77の屈折率nが透光性媒体75の屈折率nと略同一であるとみなされる。The conditions under which the refractive index n 4 of the second metal oxide layer 77 is considered to be substantially the same as the refractive index n 3 of the translucent medium 75 will be described. First, the refractive index difference between the refractive index n 4 of the refractive index n 3 and a metal oxide layer of the transparent medium 75 a ratio of relative refractive index n 3 of the transparent medium 75 (| | n 3 -n 4 ) Is represented as “{| n 3 −n 4 | / n 3 } × 100”. In FIG. 4, “{| n 3 −n 4 | / n 3 } × 100” and relative reflection at the interface (refractive index interface) between the translucent medium 75 and the second metal oxide layer 77. The result of having simulated the relationship with loss (relative value of the reflection loss which considered only the regular reflection component) is shown. As shown in FIG. 4, when the ratio of the refractive index difference to the refractive index n 3 is 22% or more, the relative reflection loss at the interface (refractive index interface) between the translucent medium 75 and the second metal oxide layer 77. Exceeds 1%. From the viewpoint of improving the incident efficiency of the excitation light to the phosphor particles 71 and the extraction efficiency of the converted light emitted from the phosphor particles 71, the value of the relative reflection loss of 1% is not negligible. Therefore, in the present embodiment, when the ratio of the refractive index difference to the refractive index n 3 is 15% or less (when the relative reflection loss is 0.5% or less), the second metal oxide layer 77 is refracted. The rate n 4 is considered to be substantially the same as the refractive index n 3 of the translucent medium 75.

第二の金属酸化物層77の材料である金属酸化物としては、特に制限されないが、Si、Al、Y、Zr、Ti、Mg、Ca、Sr、Ba、Nb及びGeからなる群より選ばれる少なくとも一種の金属を含む金属酸化物が挙げられる。例えば、透光性媒体75が屈折率1.4のシリコーン樹脂から構成される場合は、第二の金属酸化物層77が屈折率1.4のSiO膜から構成されることが好ましい。The metal oxide that is the material of the second metal oxide layer 77 is not particularly limited, but is selected from the group consisting of Si, Al, Y, Zr, Ti, Mg, Ca, Sr, Ba, Nb, and Ge. Examples thereof include metal oxides containing at least one metal. For example, when the translucent medium 75 is made of a silicone resin having a refractive index of 1.4, the second metal oxide layer 77 is preferably made of an SiO 2 film having a refractive index of 1.4.

第二の金属酸化物層77の厚みは、特に制限されないが、例えば100nm〜150nmであることが好ましい。   Although the thickness in particular of the 2nd metal oxide layer 77 is not restrict | limited, For example, it is preferable that they are 100 nm-150 nm.

第二の金属酸化物層77によって水分が充分に遮蔽されるためには、第二の金属酸化物層77が緻密性の高い膜であることが好ましい。この場合、例えば第二の金属酸化物層77が、粒径10nm以下の微細なナノ粒子から構成される膜、ゾルゲル法により形成される膜、これら二種の膜からなる複合膜等から構成されることが好ましい。第二の金属酸化物層77を構成する具体的な膜の形態の例としては、10nm以下のコロイダルシリカの集合体膜、テトラエトキシシランやテトラメトキシシランなどのSi系アルコキシドの加水分解物からなるゾルゲル膜が挙げられる。また、第二の金属酸化物層77は、コロイダルシリカの集合体膜及びゾルゲル膜からなる複合膜等が挙げられる。第二の金属酸化物層77の緻密性を向上する観点からは、第二の金属酸化物層77にゾルゲル膜が含まれていることが望ましい。   In order for moisture to be sufficiently shielded by the second metal oxide layer 77, the second metal oxide layer 77 is preferably a highly dense film. In this case, for example, the second metal oxide layer 77 is composed of a film composed of fine nanoparticles having a particle size of 10 nm or less, a film formed by a sol-gel method, a composite film composed of these two kinds of films, and the like. It is preferable. Examples of specific film forms constituting the second metal oxide layer 77 include an aggregate film of colloidal silica of 10 nm or less, and a hydrolyzate of Si-based alkoxides such as tetraethoxysilane and tetramethoxysilane. A sol-gel film may be mentioned. Examples of the second metal oxide layer 77 include a composite film composed of a colloidal silica aggregate film and a sol-gel film. From the viewpoint of improving the denseness of the second metal oxide layer 77, it is desirable that the second metal oxide layer 77 includes a sol-gel film.

第二の金属酸化物層77を形成する方法としては、特に制限されないが、ゾルゲル法、プラズマ蒸着法等が挙げられる。第二の金属酸化物層77を緻密化するためには、第二の金属酸化物層77に対して熱処理を施すことも好ましい。   A method for forming the second metal oxide layer 77 is not particularly limited, and examples thereof include a sol-gel method and a plasma deposition method. In order to densify the second metal oxide layer 77, it is also preferable to heat-treat the second metal oxide layer 77.

[発光装置]
波長変換部材70を備える発光装置1の実施形態について説明する。発光装置1は、発光素子と、発光素子から発せられる光を吸収して発光する波長変換部材70とを備える。波長変換部材70として、上記第一から第三実施形態に係る波長変換部材70が用いられる。
[Light emitting device]
An embodiment of the light emitting device 1 including the wavelength conversion member 70 will be described. The light emitting device 1 includes a light emitting element and a wavelength conversion member 70 that emits light by absorbing light emitted from the light emitting element. As the wavelength conversion member 70, the wavelength conversion member 70 according to the first to third embodiments is used.

図5及び図6に示される発光装置は、発光素子であるLEDチップ10、実装基板20、光学部材60、封止部50、及び波長変換部材(色変換部材)70を備える。   The light emitting device shown in FIGS. 5 and 6 includes an LED chip 10 that is a light emitting element, a mounting substrate 20, an optical member 60, a sealing portion 50, and a wavelength conversion member (color conversion member) 70.

LEDチップ10は、実装基板20に実装されている。実装基板20の形状は、平面視矩形板状である。実装基板20の厚み方向における第一の表面上にはLEDチップ10への給電用の一対の導体パターン23が形成され、更にこの第一の表面上にLEDチップ10が実装されている。LEDチップ10と導体パターン23とはボンディングワイヤ14で電気的に接続されている。   The LED chip 10 is mounted on the mounting substrate 20. The shape of the mounting substrate 20 is a rectangular plate shape in plan view. A pair of conductor patterns 23 for supplying power to the LED chip 10 are formed on the first surface in the thickness direction of the mounting substrate 20, and the LED chip 10 is further mounted on the first surface. The LED chip 10 and the conductor pattern 23 are electrically connected by a bonding wire 14.

光学部材60はドーム状の部材であり、実装基板20の第一の表面上の固着されている。この光学部材60と実装基板20との間に、LEDチップ10が収容されている。この光学部材60は、LEDチップ10から放射される光の配向を制御する機能を有する。   The optical member 60 is a dome-shaped member, and is fixed on the first surface of the mounting substrate 20. The LED chip 10 is accommodated between the optical member 60 and the mounting substrate 20. The optical member 60 has a function of controlling the orientation of light emitted from the LED chip 10.

封止部50は透光性の封止材料から形成される。封止部50は、光学部材60と実装基板20とで囲まれた空間に充填されている。この封止部50により、LEDチップ10及び複数本(本実施形態では2本)のボンディングワイヤ14が封止されている。   The sealing part 50 is formed from a translucent sealing material. The sealing unit 50 is filled in a space surrounded by the optical member 60 and the mounting substrate 20. The sealing portion 50 seals the LED chip 10 and a plurality (two in this embodiment) of bonding wires 14.

波長変換部材70は、光学部材60を包囲するようにドーム状に形成されている。LEDチップ10が発光すると、LEDチップ10から放射された光(励起光)によって波長変換部材70中の蛍光体粒子71が励起されて、励起光よりも長波長の蛍光(LEDチップ10の発光色とは異なる色の光からなる変換光)を放射する。   The wavelength conversion member 70 is formed in a dome shape so as to surround the optical member 60. When the LED chip 10 emits light, the phosphor particles 71 in the wavelength conversion member 70 are excited by the light emitted from the LED chip 10 (excitation light), and fluorescent light having a longer wavelength than the excitation light (the emission color of the LED chip 10). (Converted light consisting of light of a different color).

光学部材60と波長変換部材70との間には、空気などの気体が存在する空隙80が介在している。実装基板20の第一の表面上には、光学部材60の外周を包囲する環状の堰部27が形成されている。堰部27は第一の表面上から突出するように形成される。このため、光学部材60が実装基板20に固着される際に、光学部材60と実装基板20とで囲まれた空間から封止材料が溢れ出ようとしても、この封止材料が堰部27によって堰き止められる。   A gap 80 in which a gas such as air exists is interposed between the optical member 60 and the wavelength conversion member 70. On the first surface of the mounting substrate 20, an annular weir 27 that surrounds the outer periphery of the optical member 60 is formed. The dam portion 27 is formed so as to protrude from the first surface. Therefore, when the optical member 60 is fixed to the mounting substrate 20, even if the sealing material overflows from the space surrounded by the optical member 60 and the mounting substrate 20, the sealing material is blocked by the dam portion 27. I can be dammed up.

LEDチップ10としては、例えば主発光ピークが350〜470nmの範囲にあるLEDチップが用いられる。このようなLEDチップ10としては、青色光を放射するGaN系の青色LEDチップや近紫外光を放射する近紫外LEDチップが挙げられる。   As the LED chip 10, for example, an LED chip having a main light emission peak in the range of 350 to 470 nm is used. Examples of such an LED chip 10 include a GaN-based blue LED chip that emits blue light and a near-ultraviolet LED chip that emits near-ultraviolet light.

GaN系の青色LEDチップは、例えば結晶成長用基板として、サファイア基板よりも格子定数や結晶構造がGaNに近く且つ導電性を有するn形のSiC基板を備える。このSiC基板上に、例えばダブルへテロ構造を有する発光部が形成される。発光部は、例えばGaN系化合物半導体材料などを原料として、エピタキシャル成長法(例えば、MOVPE法など)などで形成される。このLEDチップ10は、その実装基板20の第一の表面と対向する表面上にカソード電極を備え、それとは反対側の表面上にアノード電極を備える。このカソード電極及びアノード電極は、例えばNi膜とAu膜との積層膜により構成される。カソード電極及びアノード電極の材料は特に制限されず、良好なオーミック特性が得られる材料であればよく、例えばAlなどであってもよい。   A GaN-based blue LED chip includes, for example, an n-type SiC substrate having a lattice constant or crystal structure closer to that of GaN than a sapphire substrate and having conductivity as a crystal growth substrate. On the SiC substrate, for example, a light-emitting portion having a double hetero structure is formed. The light emitting portion is formed by an epitaxial growth method (for example, MOVPE method) using, for example, a GaN compound semiconductor material as a raw material. The LED chip 10 includes a cathode electrode on the surface facing the first surface of the mounting substrate 20 and an anode electrode on the opposite surface. The cathode electrode and the anode electrode are composed of a laminated film of a Ni film and an Au film, for example. The material for the cathode electrode and the anode electrode is not particularly limited, and may be any material as long as good ohmic characteristics can be obtained. For example, Al may be used.

LEDチップ10の構造は上記構造に限定されない。例えば、結晶成長用基板上にエピタキシャル成長により発光部などが形成された後、発光部を支持するSi基板などの支持基板が発光部に固着され、更にその後、結晶成長用基板が除去されることで、LEDチップ10が形成されてもよい。   The structure of the LED chip 10 is not limited to the above structure. For example, after a light emitting part or the like is formed by epitaxial growth on a crystal growth substrate, a support substrate such as an Si substrate that supports the light emitting part is fixed to the light emitting part, and then the crystal growth substrate is removed. The LED chip 10 may be formed.

実装基板20は、矩形板状の伝熱板21と配線基板22とで構成される。伝熱板21は、熱伝導性材料から形成される。この伝熱板21にLEDチップ10が実装される。配線基板22は、例えば矩形板状のフレキシブルプリント配線板である。配線基板22は、伝熱板21上に例えばポリオレフィン系の固着シート29を介して固着される。配線基板22の中央部には、伝熱板21におけるLEDチップ10の実装位置を露出させる矩形状の窓孔24が形成されている。この窓孔24の内側で、LEDチップ10が、後述のサブマウント部材30を介して伝熱板21に実装される。したがって、LEDチップ10で発生した熱は、配線基板22を介さずにサブマウント部材30及び伝熱板21へ伝導する。   The mounting substrate 20 includes a rectangular heat transfer plate 21 and a wiring substrate 22. The heat transfer plate 21 is formed from a heat conductive material. The LED chip 10 is mounted on the heat transfer plate 21. The wiring board 22 is, for example, a rectangular flexible printed wiring board. The wiring board 22 is fixed on the heat transfer plate 21 via, for example, a polyolefin-based fixing sheet 29. A rectangular window hole 24 that exposes the mounting position of the LED chip 10 on the heat transfer plate 21 is formed at the center of the wiring board 22. Inside this window hole 24, the LED chip 10 is mounted on the heat transfer plate 21 via a submount member 30 described later. Therefore, the heat generated in the LED chip 10 is conducted to the submount member 30 and the heat transfer plate 21 without passing through the wiring board 22.

配線基板22は、ポリイミドフィルムからなる絶縁性基材221と、この絶縁性基材221上に形成された、LEDチップ10への給電用の一対の導体パターン23とを備える。更に配線基板22は、各導体パターン23を覆うと共に、絶縁性基材221上の導体パターン23が形成されていない部位を覆う保護層26を備える。保護層26は、例えば光反射性を有する白色系のレジスト(樹脂)から形成される。この場合、LEDチップ10から配線基板22に向けて光が放射されても、保護層26で光が反射されることで配線基板22における光の吸収が抑制される。これにより、LEDチップ10から外部への光取り出し効率が向上し、発光装置の光出力が向上する。なお、各導体パターン23は、絶縁性基材221の外周形状の半分よりもやや小さな外周形状に形成されている。絶縁性基材221はFR4基板、FR5基板、紙フェノール樹脂基板などから形成されてもよい。   The wiring substrate 22 includes an insulating base material 221 made of a polyimide film and a pair of conductor patterns 23 for supplying power to the LED chip 10 formed on the insulating base material 221. Furthermore, the wiring board 22 includes a protective layer 26 that covers each conductor pattern 23 and covers a portion of the insulating base material 221 where the conductor pattern 23 is not formed. The protective layer 26 is made of, for example, a white resist (resin) having light reflectivity. In this case, even if light is radiated from the LED chip 10 toward the wiring substrate 22, the light is reflected by the protective layer 26, thereby suppressing light absorption in the wiring substrate 22. Thereby, the light extraction efficiency from the LED chip 10 to the outside is improved, and the light output of the light emitting device is improved. Each conductor pattern 23 is formed in an outer peripheral shape slightly smaller than half of the outer peripheral shape of the insulating base material 221. The insulating base material 221 may be formed of an FR4 substrate, an FR5 substrate, a paper phenol resin substrate, or the like.

各導体パターン23は、平面視矩形状の端子部231を二つずつ備える。この端子部231は配線基板22の窓孔24の近傍に位置し、この端子部231にボンディングワイヤ14が接続される。各導体パターン23は、更に平面視円形状の外部接続用電極部232を一つずつ備える。この外部接続用電極部232は、配線基板22の外周付近に位置している。導体パターン23は、例えばCu膜とNi膜とAu膜との積層膜により構成される。   Each conductor pattern 23 includes two terminal portions 231 each having a rectangular shape in plan view. The terminal portion 231 is located in the vicinity of the window hole 24 of the wiring board 22, and the bonding wire 14 is connected to the terminal portion 231. Each conductor pattern 23 further includes one external connection electrode portion 232 having a circular shape in plan view. The external connection electrode portion 232 is located near the outer periphery of the wiring board 22. The conductor pattern 23 is composed of, for example, a laminated film of a Cu film, a Ni film, and an Au film.

保護層26は、この保護層26から各導体パターン23が部分的に露出するようにパターニングされている。配線基板22の窓孔24の近傍で、各導体パターン23における端子部231が保護層26から露出している。さらに、配線基板22の外周付近で、各導体パターン23における外部接続用電極部232が保護層26から露出している。   The protective layer 26 is patterned so that each conductor pattern 23 is partially exposed from the protective layer 26. In the vicinity of the window hole 24 of the wiring board 22, the terminal portion 231 in each conductor pattern 23 is exposed from the protective layer 26. Further, the external connection electrode portions 232 in each conductor pattern 23 are exposed from the protective layer 26 near the outer periphery of the wiring board 22.

LEDチップ10は、上述の通りサブマウント部材30を介して伝熱板21に搭載されている。サブマウント部材30は、LEDチップ10と伝熱板21との線膨張率の差に起因してLEDチップ10に働く応力を緩和する。サブマウント部材30は、LEDチップ10のチップサイズよりも大きなサイズの矩形板状に形成されている。   The LED chip 10 is mounted on the heat transfer plate 21 via the submount member 30 as described above. The submount member 30 relieves stress acting on the LED chip 10 due to a difference in linear expansion coefficient between the LED chip 10 and the heat transfer plate 21. The submount member 30 is formed in a rectangular plate shape having a size larger than the chip size of the LED chip 10.

サブマウント部材30は、上記応力を緩和する機能だけでなく、LEDチップ10で発生した熱を、伝熱板21におけるLEDチップ10のチップサイズよりも広い範囲に伝導させる熱伝導機能をも有している。本実施形態における発光装置1では、LEDチップ10がサブマウント部材30を介して伝熱板21に搭載されているので、LEDチップ10で発生した熱がサブマウント部材30及び伝熱板21を介して効率よく放熱される。さらに、LEDチップ10と伝熱板21との線膨張率差に起因してLEDチップ10に働く応力が緩和される。   The submount member 30 has not only a function of relieving the stress but also a heat conduction function of conducting heat generated in the LED chip 10 in a range wider than the chip size of the LED chip 10 in the heat transfer plate 21. ing. In the light emitting device 1 according to this embodiment, the LED chip 10 is mounted on the heat transfer plate 21 via the submount member 30, so that the heat generated by the LED chip 10 passes through the submount member 30 and the heat transfer plate 21. Heat dissipation. Further, the stress acting on the LED chip 10 due to the difference in linear expansion coefficient between the LED chip 10 and the heat transfer plate 21 is relieved.

サブマウント部材30は、例えば熱伝導率が比較的高く且つ絶縁性を有するAlNから形成される。   The submount member 30 is made of, for example, AlN having a relatively high thermal conductivity and an insulating property.

LEDチップ10のカソード電極は、サブマウント部材30上に重ねられる。このカソード電極が、カソード電極と接続される電極パターン(図示せず)及び金属細線(例えば、金細線、アルミニウム細線など)からなるボンディングワイヤ14を介して、二つの導体パターン23のうちの一方と電気的に接続される。LEDチップ10は、ボンディングワイヤ14を介して、カソード電極に接続されていない導体パターン23と電気的に接続されている。   The cathode electrode of the LED chip 10 is overlaid on the submount member 30. The cathode electrode is connected to one of the two conductor patterns 23 via a bonding wire 14 made of an electrode pattern (not shown) connected to the cathode electrode and a fine metal wire (for example, a gold fine wire, an aluminum fine wire, etc.). Electrically connected. The LED chip 10 is electrically connected through a bonding wire 14 to a conductor pattern 23 that is not connected to the cathode electrode.

LEDチップ10とサブマウント部材30との接合には、例えば、SnPb、AuSn、SnAgCuなどの半田や、銀ペーストなどが用いられる。特にAuSn、SnAgCuなどの鉛フリー半田が用いられることが好ましい。サブマウント部材30がCuから形成され、LEDチップ10とサブマウント部材30との接合にAuSnが用いられる場合には、サブマウント部材30及びLEDチップ10における互いに接合される面に前処理が施されることが好ましい。なお、前処理としては、予めAuまたはAgからなる金属層を形成することが好ましい。   For joining the LED chip 10 and the submount member 30, for example, solder such as SnPb, AuSn, SnAgCu, silver paste, or the like is used. It is particularly preferable to use lead-free solder such as AuSn or SnAgCu. When the submount member 30 is made of Cu and AuSn is used for bonding the LED chip 10 and the submount member 30, pretreatment is performed on the surfaces of the submount member 30 and the LED chip 10 to be bonded to each other. It is preferable. As pretreatment, it is preferable to form a metal layer made of Au or Ag in advance.

サブマウント部材30と伝熱板21との接合には、例えば、AuSn、SnAgCuなどの鉛フリー半田が用いられることが好ましい。サブマウント部材30と伝熱板21との接合にAuSnが用いられる場合には、伝熱板21におけるサブマウント部材30と接合される面に、あらかじめAuまたはAgからなる金属層を形成する前処理が施されることが好ましい。   For joining the submount member 30 and the heat transfer plate 21, for example, lead-free solder such as AuSn or SnAgCu is preferably used. When AuSn is used for joining the submount member 30 and the heat transfer plate 21, a pretreatment for forming a metal layer made of Au or Ag in advance on the surface of the heat transfer plate 21 to be joined with the submount member 30. Is preferably applied.

サブマウント部材30の材料はAlNに限られないが、線膨張率が結晶成長用基板の材料である6H‐SiCに比較的近く且つ熱伝導率が比較的高い材料であることが好ましい。例えば、サブマウント部材30の材料として複合SiC、Si、Cu、CuWなどが採用されてもよい。なお、サブマウント部材30は、上述の熱伝導機能を有しているため、伝熱板21におけるLEDチップ10に対向する面の面積は、LEDチップ10における伝熱板21と対向する面の面積よりも、十分に大きいことが望ましい。   The material of the submount member 30 is not limited to AlN, but is preferably a material having a linear expansion coefficient that is relatively close to 6H—SiC that is a material for a crystal growth substrate and a relatively high thermal conductivity. For example, composite SiC, Si, Cu, CuW, or the like may be employed as the material of the submount member 30. Since the submount member 30 has the above-described heat conduction function, the area of the surface of the heat transfer plate 21 facing the LED chip 10 is the area of the surface of the LED chip 10 facing the heat transfer plate 21. It is desirable that it be sufficiently large.

本実施形態における発光装置1では、図6に示すように、サブマウント部材30の厚みは、配線基板22の厚みより大きくなっている。つまり、サブマウント部材30の上面は配線基板22の保護層26の上面よりも上方に突出している。このため、LEDチップ10から放射された光が、配線基板22の窓孔24の内側を通って配線基板22に吸収されることが抑制される。これによりLEDチップ10から外部への光取り出し効率が更に向上し、発光装置の光出力が更に向上する。   In the light emitting device 1 according to the present embodiment, the thickness of the submount member 30 is larger than the thickness of the wiring board 22 as shown in FIG. That is, the upper surface of the submount member 30 protrudes above the upper surface of the protective layer 26 of the wiring board 22. For this reason, the light emitted from the LED chip 10 is suppressed from being absorbed by the wiring board 22 through the inside of the window hole 24 of the wiring board 22. Thereby, the light extraction efficiency from the LED chip 10 to the outside is further improved, and the light output of the light emitting device is further improved.

なお、サブマウント部材30とLEDチップ10の接触面の周囲に、LEDチップ10から放射された光を反射する反射膜が形成されてもよい。この場合、LEDチップ10から放射された光がサブマウント部材30に吸収されることが防止される。これによりLEDチップ10から外部への光取り出し効率が更に向上し、発光装置の光出力が更に向上する。反射膜は、例えば、Ni膜とAg膜との積層膜により構成される。   A reflective film that reflects light emitted from the LED chip 10 may be formed around the contact surface between the submount member 30 and the LED chip 10. In this case, the light emitted from the LED chip 10 is prevented from being absorbed by the submount member 30. Thereby, the light extraction efficiency from the LED chip 10 to the outside is further improved, and the light output of the light emitting device is further improved. The reflective film is composed of, for example, a laminated film of a Ni film and an Ag film.

上述の封止部50を形成するための材料である封止材料としては、シリコーン樹脂が挙げられる。シリコーン樹脂に限らず、例えば、アクリル樹脂や、ガラスなどが用いられてもよい。   A silicone resin is mentioned as a sealing material which is a material for forming the above-mentioned sealing part 50. For example, an acrylic resin, glass, or the like may be used instead of the silicone resin.

光学部材60は、光透過性を有する材料(例えば、シリコーン樹脂、ガラスなど)から形成される。特に光学部材60がシリコーン樹脂から形成されると、光学部材60と封止部50との屈折率差及び線膨張率差が低減され得る。   The optical member 60 is formed from a light transmissive material (eg, silicone resin, glass, etc.). In particular, when the optical member 60 is formed of a silicone resin, a difference in refractive index and a difference in linear expansion coefficient between the optical member 60 and the sealing portion 50 can be reduced.

光学部材60の第一光出射面602(LEDチップ10とは反対側の表面)は、第一光入射面601(LEDチップ10側の表面)から光学部材60内へ入射した光が、第一光出射面602と空隙80との境界で全反射しないような、凸曲面状に形成されている。光学部材60は、LEDチップ10と光軸が一致するように配置されている。したがって、LEDチップ10から放射され光学部材60の第一光入射面601に入射された光は、第一光出射面602と空隙80との境界で全反射されることなく、波長変換部材70まで到達しやすくなる。そのため、発光装置1からの発光の全光束が増大する。なお、光学部材60は、位置によらず法線方向に沿って厚みが一様となるように形成されている。   The first light exit surface 602 (surface opposite to the LED chip 10) of the optical member 60 is such that the light incident from the first light incident surface 601 (surface on the LED chip 10 side) into the optical member 60 is first. A convex curved surface is formed so as not to be totally reflected at the boundary between the light emitting surface 602 and the gap 80. The optical member 60 is disposed so that the optical axis of the LED chip 10 coincides. Therefore, the light emitted from the LED chip 10 and incident on the first light incident surface 601 of the optical member 60 is not totally reflected at the boundary between the first light emitting surface 602 and the gap 80 and reaches the wavelength conversion member 70. Easier to reach. Therefore, the total luminous flux emitted from the light emitting device 1 increases. The optical member 60 is formed to have a uniform thickness along the normal direction regardless of the position.

波長変換部材70は、その第二光入射面701(LEDチップ10側の表面)が、光学部材60の第一光出射面602に沿った形状に形成されている。したがって、光学部材60の第一光出射面602の位置によらず、法線方向における光学部材60の第一光出射面602と波長変換部材70との間の距離が略一定値となっている。波長変換部材70は、位置によらず法線方向に沿った厚みが一様となるように成形されている。波長変換部材70は、実装基板20に対して、例えば接着剤(例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂など)などで固着される。   The wavelength conversion member 70 has a second light incident surface 701 (a surface on the LED chip 10 side) formed in a shape along the first light emission surface 602 of the optical member 60. Therefore, regardless of the position of the first light exit surface 602 of the optical member 60, the distance between the first light exit surface 602 of the optical member 60 and the wavelength conversion member 70 in the normal direction is a substantially constant value. . The wavelength conversion member 70 is formed so that the thickness along the normal direction is uniform regardless of the position. The wavelength conversion member 70 is fixed to the mounting substrate 20 with, for example, an adhesive (for example, silicone resin, epoxy resin).

LEDチップ10から放射される光は第二光入射面701から波長変換部材70内へ入射し、波長変換部材70の第二光出射面(LEDチップ10とは反対側の表面)702を通じて波長変換部材70外へ出射する。波長変換部材70中を光が通過する際にこの光の一部が波長変換部材70中の蛍光体粒子によって波長変換される。これにより、LEDチップ10から放射される光と波長変換部材70中の蛍光体粒子の種類との組み合わせに応じた色の光が、発光装置1から発せられる。   The light emitted from the LED chip 10 enters the wavelength conversion member 70 from the second light incident surface 701 and is converted through the second light emission surface (surface opposite to the LED chip 10) 702 of the wavelength conversion member 70. The light is emitted out of the member 70. When light passes through the wavelength conversion member 70, a part of this light is wavelength-converted by the phosphor particles in the wavelength conversion member 70. As a result, light of a color corresponding to the combination of the light emitted from the LED chip 10 and the type of phosphor particles in the wavelength conversion member 70 is emitted from the light emitting device 1.

また、この発光装置1では、LEDチップ10から放射される光の一部を当該光よりも長波長の光に変換して放射する色変換部材として、上述の波長変換部材70を用いている。そのため、波長変換部材70における蛍光体粒子71への励起光の入射効率のより一層の向上及び蛍光体粒子71からの変換光の取り出し効率のより一層の向上が図られ、光束の向上による光出力の高出力化が図られる。   Moreover, in this light-emitting device 1, the above-mentioned wavelength conversion member 70 is used as a color conversion member which converts and radiates | emits a part of light radiated | emitted from LED chip 10 to the light of longer wavelength than the said light. Therefore, the incident efficiency of the excitation light to the phosphor particles 71 in the wavelength conversion member 70 is further improved, and the extraction efficiency of the converted light from the phosphor particles 71 is further improved. Output can be increased.

なお、発光装置の構造は、上記の説明に限定されるものではない。また、波長変換部材70の形状もドーム状に限らず、例えばシート状の形状でもよい。   Note that the structure of the light-emitting device is not limited to the above description. Further, the shape of the wavelength conversion member 70 is not limited to a dome shape, and may be a sheet shape, for example.

以下、本発明を実施例及び比較例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example demonstrate this invention further in detail, this invention is not limited to these Examples.

[実施例1]
(1)緑色の波長変換粒子の調製
まず、蛍光体粒子として、緑色蛍光体粒子(CaSc:Ce3+、屈折率1.9、中心粒径d50:8μm)を用意した。また、第二の粒子として、Y球状微粒子(中心粒径d50:250nm、屈折率1.8)を用意した。さらに、第三の粒子の水分散体として、Nbナノ粒子水分散液及びSiOナノ粒子水分散液を用意した。なお、Nbナノ粒子水分散液は、中心粒径d50が約5nm、Nbの屈折率が2.2、固形分割合が6質量%であり、多木化学株式会社製のものを使用した。また、SiOナノ粒子水分散液は、中心粒径d50が10nm、SiOの屈折率が1.4、固形分割合が10質量%であり、日産化学工業株式会社製のものを使用した。なお、本実施例及び比較例において、蛍光体粒子、第二の粒子及び第三の粒子の中心粒径d50は、レーザー回折・散乱法によって測定されたものである。
[Example 1]
(1) Preparation of green wavelength conversion particles First, green phosphor particles (CaSc 2 O 4 : Ce 3+ , refractive index 1.9, center particle size d 50 : 8 μm) were prepared as phosphor particles. Moreover, Y 2 O 3 spherical fine particles (center particle diameter d 50 : 250 nm, refractive index 1.8) were prepared as the second particles. Further, Nb 2 O 5 nanoparticle aqueous dispersion and SiO 2 nanoparticle aqueous dispersion were prepared as the aqueous dispersion of third particles. The Nb 2 O 5 nanoparticle aqueous dispersion has a center particle diameter d 50 of about 5 nm, a refractive index of Nb 2 O 5 of 2.2, and a solid content ratio of 6% by mass, manufactured by Taki Chemical Co., Ltd. I used one. The SiO 2 nanoparticle aqueous dispersion used was a product manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd. having a center particle diameter d 50 of 10 nm, a refractive index of SiO 2 of 1.4, and a solid content ratio of 10% by mass. . In this example and comparative example, the center particle diameter d 50 of the phosphor particles, the second particles, and the third particles is measured by a laser diffraction / scattering method.

次に、蛍光体粒子5gと第二の粒子0.68gとを、純水100mL中に分散させ、これに第三の粒子の水分散体としてNbナノ粒子水分散液3.5g及びSiOナノ粒子水分散液0.69gを加えることで、混合液を調製した。この混合液をマグネットスタラーで攪拌しながら、スプレードライヤー(ヤマト科学株式会社製GBS210‐A)を用いて噴霧乾燥した。得られたサンプルを更に電気炉(アドバンテック東洋株式会社製、型番KM‐600)を用いて700℃で1時間加熱した。これにより、波長変換粒子を得た。この波長変換粒子の表面の算術平均粗さRaは250nmであり、その輪郭曲線要素の平均長さRSmは250nmであった。Next, 5 g of phosphor particles and 0.68 g of second particles are dispersed in 100 mL of pure water, and 3.5 g of Nb 2 O 5 nanoparticle aqueous dispersion as an aqueous dispersion of third particles and A mixed solution was prepared by adding 0.69 g of the SiO 2 nanoparticle aqueous dispersion. While stirring this mixed solution with a magnetic stirrer, it was spray-dried using a spray dryer (GBS210-A manufactured by Yamato Scientific Co., Ltd.). The obtained sample was further heated at 700 ° C. for 1 hour using an electric furnace (manufactured by Advantech Toyo Co., Ltd., model number KM-600). Thereby, wavelength conversion particles were obtained. The arithmetic average roughness Ra of the surface of the wavelength conversion particle was 250 nm, and the average length RSm of the contour curve element was 250 nm.

(2)赤色の波長変換粒子の調製
まず、蛍光体粒子として、赤色蛍光体粒子(CaAlSiN:Eu2+、屈折率2.0、中心粒径d50:10μm)を用意した。また、第二の粒子として、ZrO球状微粒子(中心粒径d50:250nm、屈折率2.1)を用意した。さらに、第三の粒子の水分散体として、Nbナノ粒子水分散液及びSiOナノ粒子水分散液を用意した。なお、Nbナノ粒子水分散液は、中心粒径d50が約5nm、Nbの屈折率が2.2、固形分割合が6質量%であり、多木化学株式会社製のものを使用した。また、SiOナノ粒子水分散液は、中心粒径d50が10nm、SiOの屈折率が1.4、固形分割合が10質量%であり、日産化学工業株式会社製のものを使用した。
(2) Preparation of red wavelength conversion particles First, red phosphor particles (CaAlSiN 3 : Eu 2+ , refractive index 2.0, center particle diameter d 50 : 10 μm) were prepared as phosphor particles. Moreover, ZrO 2 spherical fine particles (center particle diameter d 50 : 250 nm, refractive index 2.1) were prepared as the second particles. Further, Nb 2 O 5 nanoparticle aqueous dispersion and SiO 2 nanoparticle aqueous dispersion were prepared as the aqueous dispersion of third particles. The Nb 2 O 5 nanoparticle aqueous dispersion has a center particle diameter d 50 of about 5 nm, a refractive index of Nb 2 O 5 of 2.2, and a solid content ratio of 6% by mass, manufactured by Taki Chemical Co., Ltd. I used one. The SiO 2 nanoparticle aqueous dispersion used was a product manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd. having a center particle diameter d 50 of 10 nm, a refractive index of SiO 2 of 1.4, and a solid content ratio of 10% by mass. .

次に、蛍光体粒子5gと第二の粒子0.55gとを、純水100mL中に分散させ、これに第三の粒子の水分散体としてNbナノ粒子水分散液3.4g及びSiOナノ粒子水分散液0.11gを加えることで、混合液を調製した。この混合液をマグネットスタラーで攪拌しながら、スプレードライヤー(ヤマト科学株式会社製GBS210‐A)を用いて噴霧乾燥した。得られたサンプルを更に電気炉(アドバンテック東洋株式会社製、型番KM‐600)を用いて700℃で1時間加熱した。これにより、波長変換粒子を得た。この波長変換粒子の表面の算術平均粗さRaは250nmであり、その輪郭曲線要素の平均長さRSmは250nmであった。Next, 5 g of the phosphor particles and 0.55 g of the second particles are dispersed in 100 mL of pure water, and 3.4 g of Nb 2 O 5 nanoparticle aqueous dispersion as an aqueous dispersion of the third particles and A mixed solution was prepared by adding 0.11 g of the SiO 2 nanoparticle aqueous dispersion. While stirring this mixed solution with a magnetic stirrer, it was spray-dried using a spray dryer (GBS210-A manufactured by Yamato Scientific Co., Ltd.). The obtained sample was further heated at 700 ° C. for 1 hour using an electric furnace (manufactured by Advantech Toyo Co., Ltd., model number KM-600). Thereby, wavelength conversion particles were obtained. The arithmetic average roughness Ra of the surface of the wavelength conversion particle was 250 nm, and the average length RSm of the contour curve element was 250 nm.

(3)波長変換部材及び発光装置の作製
上述の緑色の波長変換粒子と赤色の波長変換粒子とを、屈折率1.4のシリコーン樹脂に分散させ、ドーム状に成形することにより、波長変換部材を得た。この波長変換部材における緑色の波長変換粒子の質量割合は0.085、赤色の波長変換粒子の質量割合は0.015である。
(3) Production of Wavelength Conversion Member and Light-Emitting Device The wavelength conversion member is formed by dispersing the above-described green wavelength conversion particle and red wavelength conversion particle in a silicone resin having a refractive index of 1.4 and forming a dome shape. Got. The mass ratio of the green wavelength conversion particles in this wavelength conversion member is 0.085, and the mass ratio of the red wavelength conversion particles is 0.015.

この波長変換部材を用い、発光素子として発光ピーク波長が460nmの青色LEDチップを採用して、図5及び6に示す構造の発光装置を作製した。   Using this wavelength conversion member, a blue LED chip having an emission peak wavelength of 460 nm was adopted as a light emitting element, and a light emitting device having a structure shown in FIGS. 5 and 6 was produced.

[実施例2]
(1)緑色の波長変換粒子の調製
まず、蛍光体粒子として、緑色蛍光体粒子(CaSc:Ce3+、屈折率1.9、中心粒径d50:8μm)を用意した。また、第二の粒子として、Y球状微粒子(中心粒径d50:250nm、屈折率1.8)を用意した。さらに、第三の粒子の分散体として、Yナノ粒子エタノール分散液(中心粒径d50:約8nm、Yの屈折率1.8)を用意した。
[Example 2]
(1) Preparation of green wavelength conversion particles First, green phosphor particles (CaSc 2 O 4 : Ce 3+ , refractive index 1.9, center particle size d 50 : 8 μm) were prepared as phosphor particles. Moreover, Y 2 O 3 spherical fine particles (center particle diameter d 50 : 250 nm, refractive index 1.8) were prepared as the second particles. Furthermore, a Y 2 O 3 nanoparticle ethanol dispersion (center particle diameter d 50 : about 8 nm, Y 2 O 3 refractive index 1.8) was prepared as a dispersion of third particles.

次に、蛍光体粒子5gと第二の粒子0.68gとを、エタノール100mL中に分散させ、これに第三の粒子の分散体としてYナノ粒子エタノール分散液3.1gを加えることで、混合液を調製した。この混合液をマグネットスタラーで攪拌しながら、スプレードライヤー(ヤマト科学株式会社製GBS210‐A)を用いて噴霧乾燥した。得られたサンプルを更に電気炉(アドバンテック東洋株式会社製、型番KM‐600)を用いて700℃で1時間加熱した。これにより、波長変換粒子を得た。この波長変換粒子の表面の算術平均粗さRaは250nmであり、その輪郭曲線要素の平均長さRSmは250nmであった。Next, 5 g of phosphor particles and 0.68 g of second particles are dispersed in 100 mL of ethanol, and 3.1 g of Y 2 O 3 nanoparticle ethanol dispersion liquid is added thereto as a dispersion of third particles. Thus, a mixed solution was prepared. While stirring this mixed solution with a magnetic stirrer, it was spray-dried using a spray dryer (GBS210-A manufactured by Yamato Scientific Co., Ltd.). The obtained sample was further heated at 700 ° C. for 1 hour using an electric furnace (manufactured by Advantech Toyo Co., Ltd., model number KM-600). Thereby, wavelength conversion particles were obtained. The arithmetic average roughness Ra of the surface of the wavelength conversion particle was 250 nm, and the average length RSm of the contour curve element was 250 nm.

(2)赤色の波長変換粒子の調製
まず、蛍光体粒子として、赤色蛍光体粒子(CaAlSiN:Eu、屈折率2.0、中心粒径d50:10μm)を用意した。また、第二の粒子として、ZrO球状微粒子(中心粒径d50:250nm、屈折率2.1を用意した。さらに、第三の粒子の水分散体として、TiOナノ粒子エタノール分散液(中心粒径d50:約6nm、TiOの屈折率2.3)及びSiOナノ粒子エタノール分散液(中心粒径d50:8nm、SiOの屈折率1.4)を用意した。
(2) Preparation of red wavelength conversion particles First, red phosphor particles (CaAlSiN 3 : Eu, refractive index 2.0, center particle diameter d 50 : 10 μm) were prepared as phosphor particles. Moreover, ZrO 2 spherical fine particles (center particle diameter d 50 : 250 nm, refractive index 2.1 were prepared as the second particles. Further, as the aqueous dispersion of the third particles, a TiO 2 nanoparticle ethanol dispersion ( A center particle size d 50 : about 6 nm, a refractive index of TiO 2 2.3) and a SiO 2 nanoparticle ethanol dispersion (center particle size d 50 : 8 nm, a refractive index of SiO 2 of 1.4) were prepared.

次に、蛍光体粒子5gと第二の粒子0.55gとを、エチルアルコール100mL中に分散させ、これに第三の粒子の分散体としてTiOナノ粒子エタノール分散液3.21g及びSiOナノ粒子エタノール分散液0.12gを加えることで、混合液を調製した。この混合液をマグネットスタラーで攪拌しながら、スプレードライヤー(ヤマト科学株式会社製GBS210‐A)を用いて噴霧乾燥した。得られたサンプルを更に電気炉(アドバンテック東洋株式会社製、型番KM‐600)を用いて700℃で1時間加熱した。これにより、波長変換粒子を得た。この波長変換粒子の表面の算術平均粗さRaは250nmであり、その輪郭曲線要素の平均長さRSmは250nmであった。

Next, 5 g of the phosphor particles and 0.55 g of the second particles are dispersed in 100 mL of ethyl alcohol, and 3.21 g of TiO 2 nanoparticle ethanol dispersion liquid and SiO 2 nano particles are dispersed therein as the third particle dispersion. A mixed solution was prepared by adding 0.12 g of particle ethanol dispersion. While stirring this mixed solution with a magnetic stirrer, it was spray-dried using a spray dryer (GBS210-A manufactured by Yamato Scientific Co., Ltd.). The obtained sample was further heated at 700 ° C. for 1 hour using an electric furnace (manufactured by Advantech Toyo Co., Ltd., model number KM-600). Thereby, wavelength conversion particles were obtained. The arithmetic average roughness Ra of the surface of the wavelength conversion particle was 250 nm, and the average length RSm of the contour curve element was 250 nm.

(3)波長変換部材及び発光装置の作製
上述の緑色の波長変換粒子と赤色の波長変換粒子とを、屈折率1.4のシリコーン樹脂に分散させ、ドーム状に成形することにより、波長変換部材を得た。この波長変換部材における緑色の波長変換粒子の質量割合は0.085、赤色の波長変換粒子の質量割合は0.015である。
(3) Production of Wavelength Conversion Member and Light-Emitting Device The wavelength conversion member is formed by dispersing the above-described green wavelength conversion particle and red wavelength conversion particle in a silicone resin having a refractive index of 1.4 and forming a dome shape. Got. The mass ratio of the green wavelength conversion particles in this wavelength conversion member is 0.085, and the mass ratio of the red wavelength conversion particles is 0.015.

この波長変換部材を用い、発光素子として発光ピーク波長が460nmの青色LEDチップを採用して、図5及び6に示す構造の発光装置を作製した。   Using this wavelength conversion member, a blue LED chip having an emission peak wavelength of 460 nm was adopted as a light emitting element, and a light emitting device having a structure shown in FIGS. 5 and 6 was produced.

[実施例3]
(1)緑色の波長変換粒子の調製
実施例1で得られた緑色の波長変換粒子1.0g、イソプロパノール100g、TEOS(テトラエチルオルソシリケート)0.5g、水0.7g、及び触媒としての酢酸0.2gを混合することで、混合液を調製した。この混合液を60℃で12時間攪拌してから濾過することで、固形物を得た。この固形物を洗浄してから80℃で乾燥し、更に300℃で加熱した。これにより、屈折率1.43のSiOからなる金属酸化物層(第二の金属酸化物層)を備える緑色の波長変換粒子を得た。
[Example 3]
(1) Preparation of green wavelength conversion particles 1.0 g of green wavelength conversion particles obtained in Example 1, 100 g of isopropanol, 0.5 g of TEOS (tetraethylorthosilicate), 0.7 g of water, and acetic acid 0 as a catalyst A mixed solution was prepared by mixing 2 g. The mixture was stirred at 60 ° C. for 12 hours and then filtered to obtain a solid. The solid was washed, dried at 80 ° C., and further heated at 300 ° C. Thereby, green wavelength conversion particles provided with a metal oxide layer (second metal oxide layer) made of SiO 2 having a refractive index of 1.43 were obtained.

(2)赤色の波長変換粒子の調製
実施例1で得られた赤色の波長変換粒子1.0g、イソプロパノール100g、TEOS(テトラエチルオルソシリケート)0.4g、水0.6g、及び触媒としての酢酸0.2gを混合することで、混合液を調製した。この混合液を60℃で12時間攪拌してから濾過することで、固形物を得た。この固形物を洗浄してから80℃で乾燥し、更に300℃で加熱した。これにより、屈折率1.43のSiOからなる金属酸化物層(第二の金属酸化物層)を備える赤色の波長変換粒子を得た。
(2) Preparation of red wavelength conversion particles 1.0 g of red wavelength conversion particles obtained in Example 1, 100 g of isopropanol, 0.4 g of TEOS (tetraethylorthosilicate), 0.6 g of water, and acetic acid 0 as a catalyst A mixed solution was prepared by mixing 2 g. The mixture was stirred at 60 ° C. for 12 hours and then filtered to obtain a solid. The solid was washed, dried at 80 ° C., and further heated at 300 ° C. Thereby, red wavelength conversion particles provided with a metal oxide layer (second metal oxide layer) made of SiO 2 having a refractive index of 1.43 were obtained.

(3)波長変換部材及び発光装置の作製
上述の緑色の波長変換粒子と赤色の波長変換粒子とを、屈折率1.4のシリコーン樹脂に分散させ、ドーム状に成形することにより、波長変換部材を得た。この波長変換部材における緑色の波長変換粒子の割合は0.085、赤色の波長変換粒子の割合は0.015である。
(3) Production of Wavelength Conversion Member and Light-Emitting Device The wavelength conversion member is formed by dispersing the above-described green wavelength conversion particle and red wavelength conversion particle in a silicone resin having a refractive index of 1.4 and forming a dome shape. Got. The ratio of green wavelength conversion particles in this wavelength conversion member is 0.085, and the ratio of red wavelength conversion particles is 0.015.

この波長変換部材を用い、発光素子として発光ピーク波長が460nmの青色LEDチップを採用して、図5及び6に示す構造の発光装置を作製した。   Using this wavelength conversion member, a blue LED chip having an emission peak wavelength of 460 nm was adopted as a light emitting element, and a light emitting device having a structure shown in FIGS. 5 and 6 was produced.

[実施例4]
(1)緑色の波長変換粒子の調製
緑色蛍光体粒子10gに、イソプロパノール1000g、TEOS(テトラエチルオルソシリケート)1.75g、チタニウムイソプロポキシド3.34g及び触媒としての酢酸0.5gを混合することで、混合液を調製した。なお、緑色蛍光体粒子としては、屈折率が1.9であり、中心粒径d50が8μmであるCaSc:Ce3+を用いた。この混合液を60℃で12時間攪拌してから濾過することで、固形物を得た。この固形物を洗浄してから80℃で乾燥し、更に300℃で加熱した。これにより、緑色蛍光体粒子の表面上に、屈折率が約1.8のTiO−SiOからなる金属酸化物層(第一の金属酸化物層)を形成した。この緑色蛍光体粒子を、収束イオンビーム加工装置(FIB)を用いて薄片状に加工してから、TEM−EDXにて断面観察したところ、厚みが150nmのTi及びSi元素を含有する第一の金属酸化物層が形成されていることが確認された。
[Example 4]
(1) Preparation of green wavelength conversion particles 10 g of green phosphor particles are mixed with 1000 g of isopropanol, 1.75 g of TEOS (tetraethylorthosilicate), 3.34 g of titanium isopropoxide, and 0.5 g of acetic acid as a catalyst. A mixed solution was prepared. As the green phosphor particles, CaSc 2 O 4 : Ce 3+ having a refractive index of 1.9 and a center particle diameter d 50 of 8 μm was used. The mixture was stirred at 60 ° C. for 12 hours and then filtered to obtain a solid. The solid was washed, dried at 80 ° C., and further heated at 300 ° C. As a result, a metal oxide layer (first metal oxide layer) made of TiO 2 —SiO 2 having a refractive index of about 1.8 was formed on the surface of the green phosphor particles. The green phosphor particles were processed into a thin piece shape using a focused ion beam processing apparatus (FIB) and then observed in a cross section with TEM-EDX. As a result, the first phosphor containing Ti and Si elements having a thickness of 150 nm was obtained. It was confirmed that a metal oxide layer was formed.

また、第二の粒子としてY球状微粒子(中心粒径d50:250nm、屈折率1.8)を用意した。さらに、第三の粒子の水分散体として、Nbナノ粒子水分散液及びSiOナノ粒子水分散液を用意した。なお、Nbナノ粒子水分散液は、中心粒径d50が約5nm、Nbの屈折率が2.2、固形分割合が6質量%であり、多木化学株式会社製のものを使用した。また、SiOナノ粒子水分散液は、中心粒径d50が10nm、SiOの屈折率が1.4、固形分割合が10質量%であり、日産化学工業株式会社製のものを使用した。Moreover, Y 2 O 3 spherical fine particles (center particle diameter d 50 : 250 nm, refractive index 1.8) were prepared as the second particles. Further, Nb 2 O 5 nanoparticle aqueous dispersion and SiO 2 nanoparticle aqueous dispersion were prepared as the aqueous dispersion of third particles. The Nb 2 O 5 nanoparticle aqueous dispersion has a center particle diameter d 50 of about 5 nm, a refractive index of Nb 2 O 5 of 2.2, and a solid content ratio of 6% by mass, manufactured by Taki Chemical Co., Ltd. I used one. The SiO 2 nanoparticle aqueous dispersion used was a product manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd. having a center particle diameter d 50 of 10 nm, a refractive index of SiO 2 of 1.4, and a solid content ratio of 10% by mass. .

第一の金属酸化物層が形成された緑色蛍光体粒子5gと第二の粒子0.72gとを、純水100mL中に分散させた。さらに、この分散液に第三の粒子の水分散体としてNbナノ粒子水分散液3.7g及びSiOナノ粒子水分散液0.73gを加えることで、混合液を調製した。この混合液をマグネットスタラーで攪拌しながら、スプレードライヤー(ヤマト科学株式会社製GBS210‐A)を用いて噴霧乾燥した。得られたサンプルを更に電気炉(アドバンテック東洋株式会社製、型番KM‐600)を用いて700℃で1時間加熱した。これにより、波長変換粒子を得た。この波長変換粒子の表面の算術平均粗さRaは250nmであり、その輪郭曲線要素の平均長さRSmは250nmであった。5 g of green phosphor particles on which the first metal oxide layer was formed and 0.72 g of the second particles were dispersed in 100 mL of pure water. Further, 3.7 g of Nb 2 O 5 nanoparticle aqueous dispersion and 0.73 g of SiO 2 nanoparticle aqueous dispersion were added as an aqueous dispersion of third particles to this dispersion to prepare a mixed solution. While stirring this mixed solution with a magnetic stirrer, it was spray-dried using a spray dryer (GBS210-A manufactured by Yamato Scientific Co., Ltd.). The obtained sample was further heated at 700 ° C. for 1 hour using an electric furnace (manufactured by Advantech Toyo Co., Ltd., model number KM-600). Thereby, wavelength conversion particles were obtained. The arithmetic average roughness Ra of the surface of the wavelength conversion particle was 250 nm, and the average length RSm of the contour curve element was 250 nm.

(2)赤色の波長変換粒子の調製
赤色蛍光体粒子(CaAlSiN:Eu2+、屈折率2.0、中心粒径d50:10μm)10g、イソプロパノール1000g、TEOS(テトラエチルオルソシリケート)4g、水6g、及び触媒としての酢酸2gを混合することで、混合液を調製した。この混合液を60℃で12時間攪拌してから濾過することで、固形物を得た。この固形物を洗浄してから80℃で乾燥し、更に300℃で加熱した。これにより、赤色蛍光体粒子の表面上に、屈折率1.43のSiOからなる金属酸化物層(第一の金属酸化物層)を形成した。この赤色蛍光体粒子を、収束イオンビーム加工装置(FIB)を用いて薄片状に加工してから、TEM−EDXにて断面観察したところ、厚みが150nmのSiO膜からなる第一の金属酸化物層が形成されていることが確認された。
(2) Preparation of red wavelength conversion particles Red phosphor particles (CaAlSiN 3 : Eu 2+ , refractive index 2.0, center particle size d 50 : 10 μm) 10 g, isopropanol 1000 g, TEOS (tetraethylorthosilicate) 4 g, water 6 g And 2 g of acetic acid as a catalyst were mixed to prepare a mixed solution. The mixture was stirred at 60 ° C. for 12 hours and then filtered to obtain a solid. The solid was washed, dried at 80 ° C., and further heated at 300 ° C. Thus, a metal oxide layer (first metal oxide layer) made of SiO 2 having a refractive index of 1.43 was formed on the surface of the red phosphor particles. The red phosphor particles were processed into a thin piece using a focused ion beam processing apparatus (FIB) and then observed in a cross section with TEM-EDX. As a result, the first metal oxide formed of a SiO 2 film having a thickness of 150 nm was obtained. It was confirmed that a physical layer was formed.

また、第二の粒子としてZrO球状微粒子(中心粒径d50:250nm、屈折率2.1)を用意した。さらに、第三の粒子の水分散体として、Nbナノ粒子水分散液及びSiOナノ粒子水分散液を用意した。なお、Nbナノ粒子水分散液は、中心粒径d50が約5nm、屈折率が2.2、固形分割合が6質量%であり、多木化学株式会社製のものを使用した。また、SiOナノ粒子水分散液は、中心粒径d50が10nm、屈折率が1.4、固形分割合が10質量%であり、日産化学工業株式会社製のものを使用した。Moreover, ZrO 2 spherical fine particles (center particle diameter d 50 : 250 nm, refractive index 2.1) were prepared as the second particles. Further, Nb 2 O 5 nanoparticle aqueous dispersion and SiO 2 nanoparticle aqueous dispersion were prepared as the aqueous dispersion of third particles. The Nb 2 O 5 nanoparticle aqueous dispersion used was manufactured by Taki Chemical Co., Ltd., having a center particle size d 50 of about 5 nm, a refractive index of 2.2, and a solid content ratio of 6% by mass. . The SiO 2 nanoparticle aqueous dispersion used was a product manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd. having a center particle size d 50 of 10 nm, a refractive index of 1.4, and a solid content ratio of 10% by mass.

上述の蛍光体粒子5gと第二の粒子0.58gとを、純水100mL中に分散させ、これに第三の粒子の水分散体としてNbナノ粒子水分散液3.6g及びSiOナノ粒子水分散液0.12gを加えることで、混合液を調製した。この混合液をマグネットスタラーで攪拌しながら、スプレードライヤー(ヤマト科学株式会社製GBS210‐A)を用いて噴霧乾燥した。得られたサンプルを更に電気炉(アドバンテック東洋株式会社製、型番KM‐600)を用いて700℃で1時間加熱した。これにより、波長変換粒子を得た。この波長変換粒子の表面の算術平均粗さRaは250nmであり、その輪郭曲線要素の平均長さRSmは250nmであった。5 g of the above-mentioned phosphor particles and 0.58 g of the second particles are dispersed in 100 mL of pure water, and 3.6 g of Nb 2 O 5 nanoparticle aqueous dispersion and SiO 2 as an aqueous dispersion of the third particles are dispersed therein. A mixed solution was prepared by adding 0.12 g of the 2 nanoparticle aqueous dispersion. While stirring this mixed solution with a magnetic stirrer, it was spray-dried using a spray dryer (GBS210-A manufactured by Yamato Scientific Co., Ltd.). The obtained sample was further heated at 700 ° C. for 1 hour using an electric furnace (manufactured by Advantech Toyo Co., Ltd., model number KM-600). Thereby, wavelength conversion particles were obtained. The arithmetic average roughness Ra of the surface of the wavelength conversion particle was 250 nm, and the average length RSm of the contour curve element was 250 nm.

(3)波長変換部材及び発光装置の作製
上述の緑色の波長変換粒子と赤色の波長変換粒子とを、屈折率1.4のシリコーン樹脂に分散させ、ドーム状に成形することにより、波長変換部材を得た。この波長変換部材における緑色の波長変換粒子の質量割合は0.085、赤色の波長変換粒子の質量割合は0.015である。
(3) Production of Wavelength Conversion Member and Light-Emitting Device The wavelength conversion member is formed by dispersing the above-described green wavelength conversion particle and red wavelength conversion particle in a silicone resin having a refractive index of 1.4 and forming a dome shape. Got. The mass ratio of the green wavelength conversion particles in this wavelength conversion member is 0.085, and the mass ratio of the red wavelength conversion particles is 0.015.

この波長変換部材を用い、発光素子として発光ピーク波長が460nmの青色LEDチップを採用して、図5及び6に示す構造の発光装置を作製した。   Using this wavelength conversion member, a blue LED chip having an emission peak wavelength of 460 nm was adopted as a light emitting element, and a light emitting device having a structure shown in FIGS. 5 and 6 was produced.

[比較例1]
まず、緑色蛍光体粒子(CaSc:Ce3+、屈折率1.9、中心粒径d50:8μm)と、赤色蛍光体粒子(CaAlSiN:Eu2+、屈折率2.0、中心粒径d50:10μm)とを用意した。次に、緑色蛍光体粒子と赤色蛍光体粒子とを、屈折率1.4のシリコーン樹脂に分散させ、ドーム状に成形することにより、波長変換部材を得た。この波長変換部材における緑色蛍光体粒子の質量割合は0.085、赤色蛍光体粒子の質量割合は0.015である。
[Comparative Example 1]
First, green phosphor particles (CaSc 2 O 4 : Ce 3+ , refractive index 1.9, center particle size d 50 : 8 μm) and red phosphor particles (CaAlSiN 3 : Eu 2+ , refractive index 2.0, center particles) Diameter d 50 : 10 μm). Next, the wavelength conversion member was obtained by disperse | distributing green fluorescent substance particle and red fluorescent substance particle to the silicone resin of refractive index 1.4, and shape | molding in a dome shape. The mass ratio of the green phosphor particles in the wavelength conversion member is 0.085, and the mass ratio of the red phosphor particles is 0.015.

この波長変換部材を用い、発光素子として発光ピーク波長が460nmの青色LEDチップを採用して、図5及び6に示す構造の発光装置を作製した。   Using this wavelength conversion member, a blue LED chip having an emission peak wavelength of 460 nm was adopted as a light emitting element, and a light emitting device having a structure shown in FIGS. 5 and 6 was produced.

[評価試験]
実施例1〜4で得られた波長変換粒子の表面を走査型電子顕微鏡で観察したところ、蛍光体粒子の表面上に第二の粒子が敷きつめられている様子が観察された。また、実施例1〜4で得られた波長変換粒子を、収束イオンビーム加工装置(FIB)を用いて薄片状に加工してから、この波長変換粒子の断面を走査型電子顕微鏡で観察した。その結果、蛍光体粒子と第二の粒子との間に第三の粒子が介在していることが確認できた。実施例1における緑色の波長変換粒子の表面を走査型電子顕微鏡で撮影して得られた画像を図7に、実施例1における緑色の波長変換粒子の断面を走査型電子顕微鏡で撮影して得られた画像を図8にそれぞれ示す。
[Evaluation test]
When the surface of the wavelength conversion particle obtained in Examples 1 to 4 was observed with a scanning electron microscope, it was observed that the second particle was spread on the surface of the phosphor particle. Moreover, after processing the wavelength conversion particle | grains obtained in Examples 1-4 into the shape of a flake using a focused ion beam processing apparatus (FIB), the cross section of this wavelength conversion particle | grain was observed with the scanning electron microscope. As a result, it was confirmed that the third particles were interposed between the phosphor particles and the second particles. An image obtained by photographing the surface of the green wavelength conversion particle in Example 1 with a scanning electron microscope is shown in FIG. 7, and a cross section of the green wavelength conversion particle in Example 1 is obtained with a scanning electron microscope. The obtained images are shown in FIG.

図7より、第二の粒子72の粒径はおよそ250nmで、比較的粒度が揃っており、ほぼ球状の形状をしていることが分かる。また、第二の粒子72は、蛍光体粒子71の表面上に、ほぼ単層に近い状態で形成されていることが分かる。なお、図7より、蛍光体粒子71表面の大部分が第二の粒子72で覆われているが、第二の粒子72で覆われていない部分もあり、必ずしも蛍光体粒子71の表面が全て被覆されていなくてもよいことも分かる   From FIG. 7, it can be seen that the particle size of the second particle 72 is approximately 250 nm, the particle size is relatively uniform, and has a substantially spherical shape. Moreover, it turns out that the 2nd particle | grains 72 are formed on the surface of the fluorescent substance particle 71 in the state close | similar to a substantially single layer. From FIG. 7, most of the surface of the phosphor particles 71 is covered with the second particles 72, but there are also portions that are not covered with the second particles 72, and the surfaces of the phosphor particles 71 are not necessarily all. I understand that it does not have to be covered.

さらに図8より、第二の粒子72と蛍光体粒子71の表面との間に第二の粒子72より小さい、第三の粒子73が存在していることが分かる。そして、波長変換部材70では、第三の粒子73は第二の粒子72より小さい100nm以下のサイズで存在していることが分かる。さらに、第三の粒子73は、蛍光体粒子71と第二の粒子72との間の隙間を埋める形で存在していることが分かる。なお、図8に示す第三の粒子73の粒径は、調製時の中心粒径d50(Nb粒子:5nm、SiO粒子:10nm)よりも大きくなっているが、これはNb粒子及びSiO粒子が集合し、第三の粒子73を形成しているためである。Furthermore, it can be seen from FIG. 8 that third particles 73 smaller than the second particles 72 are present between the second particles 72 and the surface of the phosphor particles 71. And in the wavelength conversion member 70, it turns out that the 3rd particle | grains 73 exist with the size of 100 nm or less smaller than the 2nd particle | grains 72. FIG. Furthermore, it can be seen that the third particles 73 exist in a form that fills the gap between the phosphor particles 71 and the second particles 72. The particle size of the third particle 73 shown in FIG. 8 is larger than the central particle size d 50 (Nb 2 O 5 particle: 5 nm, SiO 2 particle: 10 nm) at the time of preparation, This is because 2 O 5 particles and SiO 2 particles are aggregated to form third particles 73.

ここで、図9では、第三の粒子73がNbナノ粒子のみからなる波長変換粒子における、第三の粒子73のSEM写真を示す。また、図10では、第三の粒子73がSiOナノ粒子のみからなる波長変換粒子における、第三の粒子73のSEM写真を示す。図9及び図10に示すように、第三の粒子であるNbナノ粒子及びSiOナノ粒子は、それぞれ10nm以下の粒子であることが分かる。In FIG. 9, in the wavelength conversion particles third particles 73 consists only of Nb 2 O 5 nanoparticles shows an SEM photograph of the third particles 73. FIG. 10 shows an SEM photograph of the third particle 73 in the wavelength conversion particle in which the third particle 73 is composed only of SiO 2 nanoparticles. As shown in FIGS. 9 and 10, Nb 2 O 5 nanoparticles and SiO 2 nanoparticles is the third particle is found to be less of a particle, respectively 10 nm.

また、実施例1〜4及び比較例1で得られた各発光装置を発光させ、発光装置から放射される光の全光束の初期値を測定した。次に、この発光装置1を温度85℃、相対湿度85%RHの雰囲気中で、1000時間連続通電させることで信頼性加速試験を行った後、発光装置から放射される光の全光束を再度測定した。その結果を表1に示す。なお、表1に示す全光束の値は、比較例1の初期値を100として規格化した相対値である。   Moreover, each light-emitting device obtained in Examples 1 to 4 and Comparative Example 1 was caused to emit light, and the initial value of the total luminous flux of light emitted from the light-emitting device was measured. Next, after performing a reliability acceleration test by continuously energizing the light-emitting device 1 in an atmosphere at a temperature of 85 ° C. and a relative humidity of 85% RH for 1000 hours, the total luminous flux of light emitted from the light-emitting device is again displayed. It was measured. The results are shown in Table 1. The total luminous flux values shown in Table 1 are relative values normalized with the initial value of Comparative Example 1 as 100.

この結果によると、全光束の初期値は、比較例1と比べると実施例1で11%、実施例2で14%、実施例3で10%、実施例4で12%高くなっている。これにより、実施例1〜4では、光出力の高出力化が図られていることが確認できる。   According to this result, the initial value of the total luminous flux is 11% higher in Example 1, 14% in Example 2, 10% in Example 3, and 12% higher in Example 4 than Comparative Example 1. Thereby, in Examples 1-4, it can confirm that the high output of an optical output is achieved.

また、信頼性加速試験後の全光束も、比較例1よりも実施例1〜4の方が高くなっており、特に実施例3及び4では全光束の低下が著しく抑制されている。これにより、第一の金属酸化物層及び第二の金属酸化物層によって、波長変換粒子の耐久性が向上したことが確認できる。   Further, the total luminous flux after the reliability acceleration test is higher in Examples 1 to 4 than in Comparative Example 1, and in particular, in Examples 3 and 4, the decrease in the total luminous flux is remarkably suppressed. Thereby, it can confirm that durability of the wavelength conversion particle improved by the 1st metal oxide layer and the 2nd metal oxide layer.

特願2012−171353号(出願日:2012年8月1日)及び特願2012−242685号(出願日:2012年11月2日)の全内容は、ここに援用される。   The entire contents of Japanese Patent Application No. 2012-171353 (application date: August 1, 2012) and Japanese Patent Application No. 2012-242585 (application date: November 2, 2012) are incorporated herein by reference.

以上、実施例に沿って本発明の内容を説明したが、本発明はこれらの記載に限定されるものではなく、種々の変形及び改良が可能であることは、当業者には自明である。つまり、上述の第二の粒子72、第一の金属酸化物層76及び第二の金属酸化物層77は、蛍光体粒子71の周囲を完全に覆う必要は無く、上記効果を発揮する限り部分的に露出しても構わない。また、蛍光体粒子71と第二の粒子72との間の空隙は、第三の粒子73により完全に埋められる必要は無く、上記効果を発揮する限り部分的に空間が形成されていても構わない。   Although the contents of the present invention have been described with reference to the embodiments, the present invention is not limited to these descriptions, and it is obvious to those skilled in the art that various modifications and improvements can be made. That is, the second particle 72, the first metal oxide layer 76, and the second metal oxide layer 77 described above do not have to completely cover the periphery of the phosphor particle 71, and are part as long as the above effect is exhibited. May be exposed. Further, the gap between the phosphor particles 71 and the second particles 72 need not be completely filled with the third particles 73, and a space may be partially formed as long as the above effect is exhibited. Absent.

本発明によれば、蛍光体粒子への光の入射効率及び蛍光体粒子から放射される光の取り出し効率のより一層の向上を図ることができる波長変換粒子、波長変換部材及び発光装置を得ることができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the wavelength conversion particle | grains, wavelength conversion member, and light-emitting device which can aim at the further improvement of the incident efficiency of the light to fluorescent substance particle, and the extraction efficiency of the light radiated | emitted from fluorescent substance particle are obtained. Can do.

1 発光装置
7 波長変換粒子
70 波長変換部材
71 蛍光体粒子
72 第二の粒子
73 第三の粒子
75 透光性媒体
76 第一の金属酸化物層
77 第二の金属酸化物層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light-emitting device 7 Wavelength conversion particle 70 Wavelength conversion member 71 Phosphor particle 72 Second particle 73 Third particle 75 Translucent medium 76 First metal oxide layer 77 Second metal oxide layer

Claims (7)

平均粒径が1μm〜50μmである蛍光体粒子と、
前記蛍光体粒子の表面に設けられ、前記蛍光体粒子よりも平均粒径が小さく、さらに平均粒径が40nm〜1000nmである複数の第二の粒子と、
前記蛍光体粒子と前記第二の粒子との隙間に設けられ、前記第二の粒子よりも平均粒径が小さく、さらに平均粒径が1nm〜100nmである複数の第三の粒子と、
を備え、
前記第二の粒子の屈折率と前記第三の粒子の屈折率との差の絶対値が、0〜0.2である波長変換粒子。
Phosphor particles having an average particle diameter of 1 μm to 50 μm;
A plurality of second particles provided on the surface of the phosphor particles, having an average particle size smaller than that of the phosphor particles, and having an average particle size of 40 nm to 1000 nm;
A plurality of third particles provided in a gap between the phosphor particles and the second particles, having an average particle size smaller than the second particles, and having an average particle size of 1 nm to 100 nm;
With
The wavelength conversion particle whose absolute value of the difference of the refractive index of said 2nd particle and the refractive index of said 3rd particle is 0-0.2 .
前記第二の粒子の屈折率及び前記第三の粒子の屈折率は、前記蛍光体粒子の屈折率以下である請求項1に記載の波長変換粒子。   The wavelength conversion particle according to claim 1, wherein a refractive index of the second particle and a refractive index of the third particle are equal to or lower than a refractive index of the phosphor particle. 前記第二の粒子及び第三の粒子は、前記蛍光体粒子の励起波長域の光及び前記蛍光体粒子の発光波長域の光の透過率が50%以上の金属酸化物から形成されている請求項1又はに記載の波長変換粒子。 The second particles and the third particles are formed of a metal oxide having a transmittance of 50% or more of light in an excitation wavelength region of the phosphor particles and light in an emission wavelength region of the phosphor particles. Item 3. The wavelength conversion particle according to Item 1 or 2 . 前記蛍光体粒子と前記第二の粒子及び第三の粒子との間に介在し、且つ、前記蛍光体粒子を覆う第一の金属酸化物層を更に備え、
前記第一の金属酸化物層の屈折率は、前記蛍光体粒子の屈折率以下であり、前記第二の粒子の屈折率以上であり、且つ、前記第三の粒子の屈折率以上である請求項1乃至3のいずれか一項に記載の波長変換粒子。
A first metal oxide layer interposed between the phosphor particles and the second and third particles, and covering the phosphor particles;
The refractive index of the first metal oxide layer is equal to or lower than the refractive index of the phosphor particles, equal to or higher than the refractive index of the second particles, and equal to or higher than the refractive index of the third particles. Item 4. The wavelength converting particle according to any one of Items 1 to 3 .
前記蛍光体粒子、第二の粒子及び第三の粒子から構成される複合体を覆う第二の金属酸化物層を更に備え、
前記第二の金属酸化物層の屈折率は、前記第二の粒子の屈折率及び前記第三の粒子の屈折率のいずれよりも低い請求項1乃至4のいずれか一項に記載の波長変換粒子。
A second metal oxide layer covering a composite composed of the phosphor particles, the second particles, and the third particles;
The refractive index of the second metal oxide layer, the wavelength conversion according to the second refractive index and any one of the third refractive index any 1 to lower claim than 4 of particles having a particle particle.
透光性媒体と、
前記透光性媒体中に分散している、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の波長変換粒子と、
を備え、
前記透光性媒体の屈折率は、前記蛍光体粒子の屈折率、前記第二の粒子の屈折率、及び前記第三の粒子の屈折率のいずれよりも低い波長変換部材。
A translucent medium;
The wavelength conversion particles according to any one of claims 1 to 5 , which are dispersed in the translucent medium,
With
The wavelength conversion member whose refractive index of the translucent medium is lower than any of the refractive index of the phosphor particles, the refractive index of the second particles, and the refractive index of the third particles.
発光素子と、
前記発光素子から発せられる光を吸収して発光する請求項に記載の波長変換部材と、
を備える発光装置。
A light emitting element;
The wavelength conversion member according to claim 6 , which emits light by absorbing light emitted from the light emitting element,
A light emitting device comprising:
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6201848B2 (en) * 2014-03-24 2017-09-27 三菱ケミカル株式会社 Phosphor, phosphor-containing composition, light emitting device, illumination device, and liquid crystal display device
US10442987B2 (en) * 2017-08-31 2019-10-15 Nichia Corporation Fluorescent member, optical component, and light emitting device
CN111279228B (en) * 2017-10-19 2022-01-07 松下知识产权经营株式会社 Wavelength conversion body

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0570774A (en) * 1991-09-11 1993-03-23 Toshiba Corp Phosphor and fluorescent lamp
JPH09255951A (en) * 1996-03-25 1997-09-30 Kasei Optonix Co Ltd Blue-light-emitting phosphor
JP2004346110A (en) * 2003-05-20 2004-12-09 Konica Minolta Medical & Graphic Inc Manufacturing method of photostimulable phosphor particle, photostimulable phosphor and radiation image conversion panel
US8017235B2 (en) * 2003-09-04 2011-09-13 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology Method for manufacturing fine composite particles, apparatus for manufacturing fine composite particles, and fine composite particles
US8012371B2 (en) * 2005-08-24 2011-09-06 Koninklijke Philips Electronics N.V. Luminescent material
JP4895574B2 (en) * 2005-11-02 2012-03-14 シャープ株式会社 Wavelength conversion member and light emitting device
TWI357435B (en) * 2006-05-12 2012-02-01 Lextar Electronics Corp Light emitting diode and wavelength converting mat
JP2007324475A (en) * 2006-06-02 2007-12-13 Sharp Corp Wavelength conversion member and light emitting device
JP5351669B2 (en) * 2008-09-25 2013-11-27 パナソニック株式会社 Wavelength converting member and light emitting device using the same
CN102576794B (en) * 2009-09-25 2014-12-10 松下电器产业株式会社 Wavelength conversion particle, wavelength conversion member using same, and light emitting device
JP2011256313A (en) * 2010-06-10 2011-12-22 Shinoda Plasma Kk Phosphor, plasma tube array type display device, and planar light source
JP5891368B2 (en) * 2011-03-23 2016-03-23 パナソニックIpマネジメント株式会社 Coated phosphor and light emitting device
JP2012229373A (en) * 2011-04-27 2012-11-22 Panasonic Corp Coated fluorescent substance and light-emitting device

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