JP6560534B2 - 波長変換用石英ガラス部材及びその製造方法 - Google Patents
波長変換用石英ガラス部材及びその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6560534B2 JP6560534B2 JP2015104301A JP2015104301A JP6560534B2 JP 6560534 B2 JP6560534 B2 JP 6560534B2 JP 2015104301 A JP2015104301 A JP 2015104301A JP 2015104301 A JP2015104301 A JP 2015104301A JP 6560534 B2 JP6560534 B2 JP 6560534B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- quartz glass
- wavelength conversion
- glass layer
- wavelength
- layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 315
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 title claims description 111
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 31
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 103
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 90
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 71
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 68
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 54
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 39
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 35
- 229920001709 polysilazane Polymers 0.000 claims description 29
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 24
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 23
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 19
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 16
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 claims description 15
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 claims description 15
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 11
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims description 8
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 claims description 7
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 5
- 238000003980 solgel method Methods 0.000 claims description 4
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 105
- 239000010408 film Substances 0.000 description 92
- 238000000034 method Methods 0.000 description 28
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 27
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 13
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 12
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 12
- 230000008569 process Effects 0.000 description 11
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 10
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 9
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 8
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 7
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 7
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 7
- -1 polysiloxane Polymers 0.000 description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 5
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 5
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 5
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 5
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 5
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 5
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 5
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 4
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 4
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- VXUYXOFXAQZZMF-UHFFFAOYSA-N titanium(IV) isopropoxide Chemical compound CC(C)O[Ti](OC(C)C)(OC(C)C)OC(C)C VXUYXOFXAQZZMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 3
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 3
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 3
- 230000009849 deactivation Effects 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 3
- 229920000609 methyl cellulose Polymers 0.000 description 3
- 239000001923 methylcellulose Substances 0.000 description 3
- 235000010981 methylcellulose Nutrition 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 3
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 3
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 3
- XNWFRZJHXBZDAG-UHFFFAOYSA-N 2-METHOXYETHANOL Chemical compound COCCO XNWFRZJHXBZDAG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 2
- 229910018557 Si O Inorganic materials 0.000 description 2
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 2
- 230000003373 anti-fouling effect Effects 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 2
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 2
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 2
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 2
- 125000002524 organometallic group Chemical group 0.000 description 2
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 238000009877 rendering Methods 0.000 description 2
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Inorganic materials [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 2
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 2
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 2
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LNAZSHAWQACDHT-XIYTZBAFSA-N (2r,3r,4s,5r,6s)-4,5-dimethoxy-2-(methoxymethyl)-3-[(2s,3r,4s,5r,6r)-3,4,5-trimethoxy-6-(methoxymethyl)oxan-2-yl]oxy-6-[(2r,3r,4s,5r,6r)-4,5,6-trimethoxy-2-(methoxymethyl)oxan-3-yl]oxyoxane Chemical compound CO[C@@H]1[C@@H](OC)[C@H](OC)[C@@H](COC)O[C@H]1O[C@H]1[C@H](OC)[C@@H](OC)[C@H](O[C@H]2[C@@H]([C@@H](OC)[C@H](OC)O[C@@H]2COC)OC)O[C@@H]1COC LNAZSHAWQACDHT-XIYTZBAFSA-N 0.000 description 1
- PQUXFUBNSYCQAL-UHFFFAOYSA-N 1-(2,3-difluorophenyl)ethanone Chemical compound CC(=O)C1=CC=CC(F)=C1F PQUXFUBNSYCQAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DURPTKYDGMDSBL-UHFFFAOYSA-N 1-butoxybutane Chemical compound CCCCOCCCC DURPTKYDGMDSBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VXEGSRKPIUDPQT-UHFFFAOYSA-N 4-[4-(4-methoxyphenyl)piperazin-1-yl]aniline Chemical compound C1=CC(OC)=CC=C1N1CCN(C=2C=CC(N)=CC=2)CC1 VXEGSRKPIUDPQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 1
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001353 Dextrin Polymers 0.000 description 1
- 239000004375 Dextrin Substances 0.000 description 1
- 229920002085 Dialdehyde starch Polymers 0.000 description 1
- 229910052693 Europium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910005793 GeO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N Methyl methacrylate Chemical compound COC(=O)C(C)=C VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910020068 MgAl Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003849 O-Si Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003872 O—Si Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910007991 Si-N Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004283 SiO 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910006294 Si—N Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 1
- 229910052771 Terbium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000008272 agar Substances 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 150000004703 alkoxides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005388 borosilicate glass Substances 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 229920006184 cellulose methylcellulose Polymers 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 1
- 239000008119 colloidal silica Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 150000004696 coordination complex Chemical class 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 235000019425 dextrin Nutrition 0.000 description 1
- 238000003618 dip coating Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 1
- 238000009501 film coating Methods 0.000 description 1
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- TUJKJAMUKRIRHC-UHFFFAOYSA-N hydroxyl Chemical compound [OH] TUJKJAMUKRIRHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920003063 hydroxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 229940031574 hydroxymethyl cellulose Drugs 0.000 description 1
- 239000001866 hydroxypropyl methyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920003088 hydroxypropyl methyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 235000010979 hydroxypropyl methyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- UFVKGYZPFZQRLF-UHFFFAOYSA-N hydroxypropyl methyl cellulose Chemical compound OC1C(O)C(OC)OC(CO)C1OC1C(O)C(O)C(OC2C(C(O)C(OC3C(C(O)C(O)C(CO)O3)O)C(CO)O2)O)C(CO)O1 UFVKGYZPFZQRLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052809 inorganic oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006864 oxidative decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 description 1
- 238000013032 photocatalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008635 plant growth Effects 0.000 description 1
- 238000007750 plasma spraying Methods 0.000 description 1
- 229920000747 poly(lactic acid) Polymers 0.000 description 1
- 238000006068 polycondensation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004626 polylactic acid Substances 0.000 description 1
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 description 1
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 description 1
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005049 silicon tetrachloride Substances 0.000 description 1
- 229920006268 silicone film Polymers 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 238000007581 slurry coating method Methods 0.000 description 1
- 229940047670 sodium acrylate Drugs 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 1
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 1
- 238000005987 sulfurization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 1
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 1
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000011345 viscous material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/141—Feedstock
Landscapes
- Surface Treatment Of Glass (AREA)
- Luminescent Compositions (AREA)
Description
前記透明被覆膜は、波長変換石英ガラス層の表面に形成され、外周雰囲気中の金属元素との接触、それから例えばSや酸化性気体との接触による、波長変換石英ガラス層中の蛍光体の失活や、蛍光体の酸化や硫化に伴う体積変化を起因とするクラック発生とパーティクル発生を防止することができる。前記透明被覆膜は、透明無機膜であることが好ましく、前記透明無機膜が、Ti含有無機膜であることがさらに好ましい。好ましくは、透明被覆膜は、石英ガラス被覆膜がよいが、ホウ珪酸ガラスなどの一般ガラスや、セラミックなどの被覆膜も適用可能である。低温使用の場合は、シリコーン膜でもよい。
前記透明被覆膜作成工程の第一の態様は、前記透明被覆膜作成工程が、シリカスラリーを前記波長変換石英ガラス層に塗布し、酸化雰囲気中にて300℃〜1200℃の温度域で加熱処理し、その後、1000℃〜1400℃の温度範囲において、焼結する工程を含むものである。
シリカスラリーを塗布する方法は特に制限はなく、また、スピンコートで均一厚さに塗布することも可能である。塗布後、常温〜300℃の範囲で乾燥させる。
半導体製造工程に使用される場合は、高純度である必要があるので、この後、純化工程を導入する。即ち、塩素を含む雰囲気中、好ましくは、HClガス中で、800℃〜1400℃、好ましくは、1000℃〜1200℃の温度範囲で、加熱処理する。
一方、炭素の濃度は、30ppm以下となり、好ましくは、20ppm以下、さらに好ましくは、10ppm以下となる。炭素も金属不純物と同様に、半導体製造工程において、製造された半導体素子の電気的異常の原因として考えられていて、30ppmを超える場合、半導体製造工程に使用される石英ガラス材料としては不適となり、10ppm以下では、問題は無い。
前記焼結処理における温度範囲は、800℃〜1150℃、好ましくは、900℃〜1100℃がよい。シリカ粒子の粒径が小さくなることで、粒子表面の反応活性度が増大し、より低温で、粒子表面のSi−O、Si・、Si−Hx、Si−CHx、が反応して、Si−O−Siとなって、透明ガラス化する。焼結時の圧力及び焼結時間は前記透明被覆膜作成工程の第一の態様と同様に行えばよい。
焼結温度は、100℃〜1000℃、好ましくは、200℃〜900℃以下で形成され、蛍光体の失活を防止できる。
前記ポリシラザン含有溶液における、ポリシラザン及び蛍光体粒子の合計量に対する蛍光体粒子の比が、10:1〜9質量部であり、前記波長変換石英ガラス層のNH基濃度が1000ppm以下である、ようにした製造方法で前記透明被覆膜を作成するのが好適である。
透明被覆膜として、Ti含有無機膜が好適に用いられるが、Ti含有無機膜は、アナターゼ結晶化した酸化チタンから形成される薄膜、或いは、高濃度に含有する薄膜である。膜厚は、0.1μm〜20μmの範囲がよく、1μm〜5μmがより好ましい。0.1μm以下では、300nm以下の紫外線の吸収率が低く、20μm以上では、400nm以上の波長の光透過が大きく低下してしまう。
本発明に用いられる波長変換石英ガラス層作成工程の第一の態様は、前記蛍光体粒子とシリカ微粒子とを含有するポリシラザン含有溶液を、乾燥、水蒸気雰囲気下で加熱することで作製する方法である。
前記ポリシラザン含有溶液における、ポリシラザン及び蛍光体粒子の合計量に対する蛍光体粒子の比が、10:1〜9質量部であり、前記波長変換石英ガラス層のNH基濃度が1000ppm以下である、ようにした製造方法で前記波長変換石英ガラス層を作成するのが好適である。
(SiH2NH)+2H2O → SiO2+NH3+2H2
水が存在することにより、この反応は右に進行するため、水蒸気下で加熱することにより短時間、低温でもシリカに転化できる。パーヒドロポリシラザンを水蒸気雰囲気下で焼成することにより、骨格中のSi-N結合が、Si-O結合に変わっていく。その際、基本構成単位の分子量が増加するため、より緻密で硬い膜を得ることができる。
本発明に用いられる石英ガラス基材は、合成石英ガラスが好ましく、特に四塩化珪素を火炎加水分解して作製した合成石英ガラスであることが好ましい。この方法で作製した合成石英ガラスは、金属不純物などの不純物が少なく、紫外線を長時間照射しても着色などの劣化が起こらない。また、熱膨張係数が極めて小さく、熱処理によるクラックの発生を抑制することができる。さらに、紫外線の透過率も高く、光源の紫外線を減衰させないため、蛍光体を効率的に発光させることができる。この方法で作製した合成石英ガラスのOH基は、10ppm〜1000ppmであることが好ましい。
基材については、上記の他に、天然石英ガラス、一般ガラス、透光性セラミックス、透光性フッ化化合物なども適用される。
500mlジルコニア容器に、球状の深紫外光励起蛍光体(ユーヴィックス株式会社製 商品名:QKL65E/S-C1、Y2O2S-Tb、Eu)5g、2-メトキシエタノール(粘度20℃で1.71mPa・s、20℃で蒸気圧0.83kP)10g、メノーボール(直径5mm)20gを入れ、250rpmで15分間を5セット、遊星ボールミルで混合し、蛍光体分散液を得た。その後、2-メトキシエタノールを大気中、100℃のホットプレート上で1時間蒸発させ、平均粒径5μmの粉砕蛍光体-1(塊状、かさ密度0.3g/cm3以上1.0g/cm3以下、最小粒径1μm、最大粒径10μm)を乾燥させて得た。
次に、チタンテトライソプロポキシド(和光純薬工業製 )5gとイソプロピルアルコール(純正化学株式会社製)10gを混合させ、回転速度400rpmのマグネチックスターラーで5分間撹拌後、塩酸溶液(35%塩酸1.5gと、イソプロピルアルコール1g)を滴下させ、pHを約2とした。その後、その溶液を回転速度400rpmで30分間撹拌させ、純水16g、イソプロピルアルコール7g、ジメチルホルムアミド(関東化学株式会社製)1gを混合させた溶液を添加し、回転速度400rpmで1時間撹拌させて加水分解を行い、酸化チタン前駆体を作製した。
酸化チタン前駆体を上記と同様のスプレー容器に入れ、大気中室温20℃、湿度50%の環境下で、スプレー条件は塗布膜-2のスプレー条件と同様にして、波長変換石英ガラス層の上に、膜厚が約1μmになるようにスプレーコートした。その後、100℃のホットプレート上で10分乾燥させた後、大気中で550℃のホットプレート上で30分熱処理を行い、波長変換石英ガラス層の表面に透明なTi含有無機膜が形成された実施例1の波長変換用石英ガラス部材を作製した。
実施例1と同様な方法で溶液を作成し、但し、10回のスプレーコートまでは、同様に形成し、その後の20回のスプレーコートでは、比例的に蛍光体の重量比を低減させ、表面にて0%の蛍光体重量比の溶液とし、形成した。それ以外実施例1と同様に作製した。
実施例1と同様な方法で溶液を作成し、但し、1〜7回のスプレーコートまでは、青色蛍光体、Sr10(PO4)6Cl2:Eu2+ を使用し、8〜14回のスプレーコートまでは、緑色蛍光体、ZnS:Cu,Alを使用し、15〜21回のスプレーコートまでは、赤色蛍光体、Y2O2S:Eu3+、を使用して、それ以外実施例1と同様に作製した。
TEOSを1モルとエタノールを3モル、硝酸を0.002モルを5分間攪拌し、水10mol加え、TEOS加水分解溶液を作製し、この溶液2molに実施例1と同様な蛍光体1molと水10molを加え、ホモジナイザーで5min攪拌し、その他は実施例1と同様な方法で、スプレーコートで1μmの膜を形成し、60℃で乾燥後、20回繰り返し積層し、その後透明層も形成し、その後、大気中にて、800℃で、2時間加熱を行った。
TEOSを1モルとエタノールを3モル、硝酸を0.002モルを5分間攪拌し、水10mol加え、TEOS加水分解溶液を作製し、この溶液2molに実施例1と同様な蛍光体1molと水10molを加え、ホモジナイザーで5min攪拌し、スプレーコートで1μmの膜を形成し、60℃で乾燥後、20回繰り返し積層し、その後、大気中にて、800℃で、2時間加熱を行った。石英基板は、Cuを100ppm含有した合成石英ガラスを用いた。
実施例1と同様な方法で溶液を作成し、但し、15回のスプレーコートまでは、同様に形成し、その後の5回のスプレーコートでは、波長変換石英ガラス層の蛍光体粒子の重量比を半減させた中間石英ガラス層を形成し、さらに、表面にて実施例1と同様な透明層を形成した。すなわち、中間石英ガラス層としては、波長変換石英ガラス層の蛍光体粒子濃度の50%の蛍光体粒子濃度を有する中間石英ガラス層を形成した。石英基板は、気泡径5〜20μm、平均径20μm、気泡密度1×107個/cm3の不透明合成石英ガラスを用いた。
合成石英ガラス基材に波長変換石英ガラス層を形成した部材を作製し、波長変換石英ガラス層の表面に透明被覆膜を形成しなかったこと以外は実施例1と同様にして波長変換用石英ガラス部材を作製し、同様に評価を行った。
実施例1〜6と比較例1で作製した石英ガラス部材を、254nmに発光ピークを持つUVランプ(0.6mW/cm2)に当て、各部材を透過してきた光を、分光測定器で色度と、分光スペクトルの評価を行った。
さらに、各部材を透過してきた光の分光スペクトルの結果より、340nm以下の紫外線の波長域では、Ti含有無機膜の無い部材に比べて、スペクトル強度が著しく低下していることがわかった。(図4:分光スペクトル)
さらに、実施例1のTi含有無機膜の表層をX線回折で測定したところ、アナターゼ型のTi結晶の回折ピークが確認された。
Claims (11)
- 石英ガラス基材と、前記石英ガラス基材の表面に形成され且つ蛍光体粒子を含有する波長変換石英ガラス層と、前記波長変換石英ガラス層の表面に形成された中間石英ガラス層と、前記中間石英ガラス層の表面に形成された透明被覆膜と、を含み、
前記中間石英ガラス層が、前記波長変換石英ガラス層の蛍光体粒子濃度の10〜60%程度の蛍光体粒子濃度を有し、前記石英ガラス基材が、微小泡及び/又は微小界面を含む光散乱石英ガラスであることを特徴とする波長変換用石英ガラス部材。 - 前記透明被覆膜が、透明無機膜であることを特徴とする請求項1記載の波長変換用石英ガラス部材。
- 前記透明無機膜が、Ti含有無機膜であることを特徴とする請求項2記載の波長変換用石英ガラス部材。
- 前記Ti含有無機膜が、アナターゼ結晶化した酸化チタンを含有することを特徴とする請求項3記載の波長変換用石英ガラス部材。
- 前記石英ガラス基材が、合成石英ガラスであることを特徴とする請求項1〜4いずれか1項記載の波長変換用石英ガラス部材。
- 前記石英ガラス基材が、Ga、Ce、Cu、及びTiからなる群から選択された一つ以上を含む石英ガラスであることを特徴とする請求項1〜5いずれか1項記載の波長変換用石英ガラス部材。
- 請求項1〜6いずれか1項記載の波長変換用石英ガラス部材を製造するための製造方法であって、
前記透明被覆膜が、シリカ及び/又はシリカ前駆体を含有する溶液を前記中間石英ガラス層の表面に薄膜コートし、乾燥後、加熱して形成されることを特徴とする波長変換用石英ガラス部材の製造方法。 - 前記透明被覆膜及び波長変換石英ガラス層がゾルゲル法によって形成されることを特徴とする請求項7記載の波長変換用石英ガラス部材の製造方法。
- 平均粒径が0.1μm〜20μmである蛍光体粒子と、球状で疎水性且つ平均粒径が1nm〜100nmである球状のシリカ微粒子と、を含有するポリシラザン含有溶液を前記石英ガラス基材に塗布した後、大気中で乾燥し、その後水蒸気雰囲気下で加熱処理することにより前記石英ガラス基材の表面に波長変換石英ガラス層を形成する工程と、
前記波長変換石英ガラス層の表面に前記中間石英ガラス層を形成する工程と、
前記中間石英ガラス層の表面に前記透明被覆膜を形成する工程と、を含み、
前記ポリシラザン含有溶液における、ポリシラザン及び蛍光体粒子の合計量に対する蛍光体粒子の比が、10:1〜9質量部であり、
前記波長変換石英ガラス層のNH基濃度が1000ppm以下である、ことを特徴とする請求項7記載の波長変換用石英ガラス部材の製造方法。 - 平均粒径が0.1μm〜20μmである蛍光体粒子と、水と、TEOSとを混合してなるTEOS加水分解溶液を前記石英ガラス基材に塗布した後、大気中で乾燥し、前記石英ガラス基材の表面に波長変換石英ガラス層を形成する工程と、
前記波長変換石英ガラス層の表面に前記中間石英ガラス層を形成する工程と、
前記中間石英ガラス層の表面に前記透明被覆膜を形成する工程と、を含み、
前記TEOS加水分解溶液における、TEOS及び蛍光体粒子の合計量に対する蛍光体粒子の比が、10:1〜9質量部であることを特徴とする請求項7又は8記載の波長変換用石英ガラス部材の製造方法。 - 請求項3又は4記載の波長変換用石英ガラス部材を製造するための製造方法であって、
前記Ti含有無機膜が、前記中間石英ガラス層の表面にTiを含有する溶液をコートし、その後、焼結することにより形成されることを特徴とする波長変換用石英ガラス部材の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015104301A JP6560534B2 (ja) | 2014-08-01 | 2015-05-22 | 波長変換用石英ガラス部材及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014157754 | 2014-08-01 | ||
JP2014157754 | 2014-08-01 | ||
JP2015104301A JP6560534B2 (ja) | 2014-08-01 | 2015-05-22 | 波長変換用石英ガラス部材及びその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016034890A JP2016034890A (ja) | 2016-03-17 |
JP6560534B2 true JP6560534B2 (ja) | 2019-08-14 |
Family
ID=55523040
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015104301A Active JP6560534B2 (ja) | 2014-08-01 | 2015-05-22 | 波長変換用石英ガラス部材及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6560534B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102205984B1 (ko) * | 2019-12-03 | 2021-01-21 | 에스지에너지주식회사 | 자정작용 특성을 갖는 칼라 태양광 모듈 제조방법 |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6552269B2 (ja) * | 2014-08-01 | 2019-07-31 | 信越石英株式会社 | 波長変換用石英ガラス部材及びその製造方法 |
JP7078509B2 (ja) * | 2018-10-04 | 2022-05-31 | デンカ株式会社 | 複合体、発光装置および複合体の製造方法 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3666915B2 (ja) * | 1993-12-17 | 2005-06-29 | Azエレクトロニックマテリアルズ株式会社 | セラミックスの低温形成方法 |
KR100365663B1 (ko) * | 1994-10-31 | 2003-02-25 | 카나가와 아카데미 오브 사이언스 앤드 테크놀로지 | 산화티탄광촉매구조체및그제조방법 |
CN102361953A (zh) * | 2009-03-27 | 2012-02-22 | 柯尼卡美能达精密光学株式会社 | 荧光体部件、荧光体部件的制造方法以及照明装置 |
WO2013051281A1 (ja) * | 2011-10-07 | 2013-04-11 | コニカミノルタアドバンストレイヤー株式会社 | Led装置の製造方法、およびそれに用いる蛍光体分散液 |
WO2014080705A1 (ja) * | 2012-11-22 | 2014-05-30 | シャープ株式会社 | 発光装置およびその製造方法、照明装置、ならびに前照灯 |
-
2015
- 2015-05-22 JP JP2015104301A patent/JP6560534B2/ja active Active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102205984B1 (ko) * | 2019-12-03 | 2021-01-21 | 에스지에너지주식회사 | 자정작용 특성을 갖는 칼라 태양광 모듈 제조방법 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2016034890A (ja) | 2016-03-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2015099084A1 (ja) | 波長変換用石英ガラス部材及びその製造方法 | |
JP6552269B2 (ja) | 波長変換用石英ガラス部材及びその製造方法 | |
JP5748028B2 (ja) | 複合波長変換粉体、複合波長変換粉体含有樹脂組成物及び発光装置 | |
JP2018145088A (ja) | 発光ダイオードパッケージの作製方法 | |
TWI685132B (zh) | 發光裝置 | |
JP2017207757A (ja) | ポリシラザン及び波長変換剤を含むコーティング組成物、及びこれを利用して製造された波長変換シート | |
US8294357B2 (en) | Wavelength conversion element and light emitting device | |
Lee et al. | Yellow phosphors coated with TiO2 for the enhancement of photoluminescence and thermal stability | |
US20140140071A1 (en) | Light wavelength conversion member | |
TWI636970B (zh) | Phosphor dispersion glass | |
KR101497500B1 (ko) | 파장변환층을 구비하는 태양전지 및 그의 제조 방법 | |
JP2009167338A (ja) | 波長変換部材およびこれを備える発光装置、ならびに蛍光体 | |
JP7212319B2 (ja) | 波長変換部材及び発光装置 | |
EP2748277B1 (en) | PHOSPHOR IN WATER GLASS FOR LEDs | |
CN109643747A (zh) | 具有聚硅氧烷材料的波长转换器、制造方法和包含其的固态照明装置 | |
JP6560534B2 (ja) | 波長変換用石英ガラス部材及びその製造方法 | |
US20110278616A1 (en) | Manufacturing method of wavelength conversion element, wavelength conversion element, and light emitting device | |
TW201545863A (zh) | 陶瓷磷光板及包括其之照明裝置 | |
Zhang et al. | Research progress on surface modifications for phosphors used in light-emitting diodes (LEDs) | |
JP2015143324A (ja) | 波長変換用石英ガラス部材及びその製造方法 | |
WO2018150686A1 (ja) | 波長変換部材 | |
KR20100002649A (ko) | 형광체 및 이의 제조 방법 | |
KR20180040554A (ko) | 폴리실라잔 및 파장변환제를 포함하는 코팅 조성물, 및 이를 이용하여 제조된 파장변환 시트 | |
JP6489543B2 (ja) | 波長変換部材、発光装置、および波長変換部材の製造方法 | |
TG et al. | Structural and spectral properties of triple-color emitting Eu doped SrZr4 (PO4) 6 phosphors: Plant growth LEDs application |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180206 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20180829 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180907 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20181025 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190205 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190328 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20190716 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20190719 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6560534 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |