KR102477077B1 - 무기 나노 형광체 입자 복합체 및 파장 변환 부재 - Google Patents

무기 나노 형광체 입자 복합체 및 파장 변환 부재 Download PDF

Info

Publication number
KR102477077B1
KR102477077B1 KR1020187038107A KR20187038107A KR102477077B1 KR 102477077 B1 KR102477077 B1 KR 102477077B1 KR 1020187038107 A KR1020187038107 A KR 1020187038107A KR 20187038107 A KR20187038107 A KR 20187038107A KR 102477077 B1 KR102477077 B1 KR 102477077B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
inorganic
particles
wavelength conversion
conversion member
phosphor
Prior art date
Application number
KR1020187038107A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20190084869A (ko
Inventor
다미오 안도
Original Assignee
니폰 덴키 가라스 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 니폰 덴키 가라스 가부시키가이샤 filed Critical 니폰 덴키 가라스 가부시키가이샤
Publication of KR20190084869A publication Critical patent/KR20190084869A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102477077B1 publication Critical patent/KR102477077B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y20/00—Nanooptics, e.g. quantum optics or photonic crystals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C12/00—Powdered glass; Bead compositions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C14/00—Glass compositions containing a non-glass component, e.g. compositions containing fibres, filaments, whiskers, platelets, or the like, dispersed in a glass matrix
    • C03C14/006—Glass compositions containing a non-glass component, e.g. compositions containing fibres, filaments, whiskers, platelets, or the like, dispersed in a glass matrix the non-glass component being in the form of microcrystallites, e.g. of optically or electrically active material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/12—Silica-free oxide glass compositions
    • C03C3/16—Silica-free oxide glass compositions containing phosphorus
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/12—Silica-free oxide glass compositions
    • C03C3/23—Silica-free oxide glass compositions containing halogen and at least one oxide, e.g. oxide of boron
    • C03C3/247—Silica-free oxide glass compositions containing halogen and at least one oxide, e.g. oxide of boron containing fluorine and phosphorus
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C4/00—Compositions for glass with special properties
    • C03C4/12—Compositions for glass with special properties for luminescent glass; for fluorescent glass
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/02—Use of particular materials as binders, particle coatings or suspension media therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/54—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing zinc or cadmium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/56—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing sulfur
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/56—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing sulfur
    • C09K11/562—Chalcogenides
    • C09K11/565—Chalcogenides with zinc cadmium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/62—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing gallium, indium or thallium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/64—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/70—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing phosphorus
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/74—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing arsenic, antimony or bismuth
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/74—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing arsenic, antimony or bismuth
    • C09K11/75—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing arsenic, antimony or bismuth containing antimony
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/88—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing selenium, tellurium or unspecified chalcogen elements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/88—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing selenium, tellurium or unspecified chalcogen elements
    • C09K11/881—Chalcogenides
    • C09K11/883—Chalcogenides with zinc or cadmium
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50—Wavelength conversion elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50—Wavelength conversion elements
    • H01L33/501—Wavelength conversion elements characterised by the materials, e.g. binder
    • H01L33/502—Wavelength conversion materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2214/00—Nature of the non-vitreous component
    • C03C2214/16—Microcrystallites, e.g. of optically or electrically active material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2214/00—Nature of the non-vitreous component
    • C03C2214/34—Nature of the non-vitreous component comprising an impregnation by molten glass step

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)
  • Luminescent Compositions (AREA)
  • Optical Filters (AREA)

Abstract

유리에 봉지되었을 때에 무기 나노 형광체 입자의 열화를 억제하는 것이 가능한 무기 나노 형광체 입자 복합체와, 그것을 사용한 파장 변환 부재를 제공한다. 무기 나노 형광체 입자 (2) 와, 무기 나노 형광체 입자 (2) 의 표면에 부착된 무기 미립자 (3) 를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무기 나노 형광체 입자 복합체 (1).

Description

무기 나노 형광체 입자 복합체 및 파장 변환 부재
본 발명은, 무기 나노 형광체 입자 복합체와 그것을 사용한 파장 변환 부재에 관한 것이다.
최근, 발광 다이오드 (LED) 나 반도체 레이저 (LD) 등의 여기 광원을 사용하여, 이들 여기 광원으로부터 발생한 여기광을, 형광체에 조사함으로써 발생하는 형광을 조명광으로서 사용하는 발광 장치가 검토되고 있다. 또, 형광체로서, 양자 도트 등의 무기 나노 형광체 입자를 사용하는 것이 검토되고 있다. 양자 도트는, 그 직경을 바꿈으로써 형광 파장의 조정이 가능하여, 높은 발광 효율을 갖는다 (예를 들어, 특허문헌 1 ∼ 3 참조).
무기 나노 형광체 입자는, 대기 중의 수분이나 산소와 접촉하면 열화되기 쉽다는 성질을 갖고 있다. 이 때문에, 무기 나노 형광체 입자는, 외부 환경과 접하지 않도록, 수지 등에 의해 봉지하여 사용된다. 그러나, 봉지재로서 수지를 사용한 경우, 여기광의 조사에 의해 무기 나노 형광체 입자로부터 발생하는 열에 의해 수지가 변색된다는 문제가 있다. 또, 수지는 내수성이 열등하여, 수분을 투과시키기 쉽기 때문에, 무기 나노 형광체 입자가 시간 경과적으로 열화되기 쉽다는 문제가 있다. 그래서, 무기 나노 형광체 입자의 봉지재로서, 내열성이나 내수성이 우수한 유리를 사용하는 것이 검토되고 있다 (예를 들어 특허문헌 4 참조).
국제 공개 제2012/102107호 국제 공개 제2012/161065호 일본 공표특허공보 2013-525243호 일본 공개특허공보 2012-87162호
무기 나노 형광체 입자의 봉지재로서 유리를 사용한 경우, 파장 변환 부재 자체의 내열성 및 내수성은 우수하지만, 무기 나노 형광체 입자 자체가 유리와 반응하여 열화된다는 문제가 있다. 그 결과, 원하는 발광 효율을 갖는 파장 변환 부재를 얻기 어려워진다.
이상을 감안하여, 본 발명은, 유리에 봉지되었을 때에 무기 나노 형광체 입자의 열화를 억제하는 것이 가능한 무기 나노 형광체 입자 복합체와, 그것을 사용한 파장 변환 부재를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 무기 나노 형광체 입자 복합체는, 무기 나노 형광체 입자와, 무기 나노 형광체 입자의 표면에 부착된 무기 미립자를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. 이와 같이 하면, 유리 중에 봉지되었을 때에, 무기 나노 형광체 입자와 유리 사이에 무기 미립자가 개재되기 쉬워진다. 그 결과, 무기 나노 형광체 입자와 유리의 접촉이 억제되어, 유리와의 반응에 의한 무기 나노 형광체 입자의 열화를 억제할 수 있기 때문에, 파장 변환 부재의 발광 효율이 향상되기 쉬워진다.
본 발명의 무기 나노 형광체 입자 복합체는, 무기 미립자가 무기 나노 형광체 입자보다 평균 입자경이 큰 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 파장 변환 부재에 있어서의 무기 나노 형광체 입자와 유리의 접촉을 효과적으로 억제할 수 있다.
본 발명의 무기 나노 형광체 입자 복합체는, 무기 미립자의 평균 입자경이 1 ∼ 1000 ㎚ 인 것이 바람직하다.
본 발명의 무기 나노 형광체 입자 복합체는, 무기 미립자가 알루미나, 실리카, 지르코니아, 산화아연, 산화티탄 또는 산화세륨으로 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명의 무기 나노 형광체 입자 복합체는, 무기 나노 형광체 입자의 평균 입자경이 1 ∼ 100 ㎚ 인 것이 바람직하다.
본 발명의 무기 나노 형광체 입자 복합체는, 무기 나노 형광체 입자가, CdS, CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, InP, GaN, GaAs, GaP, AlN, AlP, AlSb, InN, InAs 및 InSb 에서 선택되는 적어도 1 종, 또는 이들 2 종 이상의 복합체로 이루어지는 양자 도트 형광체인 것이 바람직하다.
본 발명의 파장 변환 부재는, 상기의 무기 나노 형광체 입자 복합체와 유리 분말의 소결체로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 파장 변환 부재는, 유리 분말이 Sn-P 계 유리 또는 Sn-P-F 계 유리로 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명의 파장 변환 부재는, 유리 분말의 평균 입자경이 0.1 ∼ 100 ㎛ 인 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 유리에 봉지되었을 때에 무기 나노 형광체 입자의 열화를 억제하는 것이 가능한 무기 나노 형광체 입자 복합체와, 그것을 사용한 파장 변환 부재를 제공할 수 있다.
도 1 은, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 무기 나노 형광체 입자 복합체의 모식적 단면도이다.
도 2 는, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 파장 변환 부재의 모식적 단면도이다.
이하, 바람직한 실시형태에 대해 설명한다. 단, 이하의 실시형태는 단순한 예시이고, 본 발명은 이하의 실시형태에 한정되는 것은 아니다. 또, 각 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 기능을 갖는 부재는 동일한 부호로 참조하는 경우가 있다.
도 1 은, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 무기 나노 형광체 입자 복합체의 모식적 단면도이다. 본 실시형태에 관련된 무기 나노 형광체 입자 복합체 (1) 는, 무기 나노 형광체 입자 (2) 와, 그 표면에 부착된 무기 미립자 (3) 를 구비하고 있다. 구체적으로는, 무기 나노 형광체 입자 복합체 (1) 는, 무기 나노 형광체 입자 (2) 의 표면에 복수의 무기 미립자 (3) 가 둘러싸도록 부착되어 이루어지는 것이다.
도 2 는, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 파장 변환 부재의 모식적 단면도이다. 본 실시형태에 관련된 파장 변환 부재 (4) 는, 상기에서 설명한 무기 나노 형광체 입자 복합체 (1) 가 유리 매트릭스 (5) 중에 분산되어 이루어지는 구조를 갖고 있다.
도 1 및 2 에 나타내는 바와 같이, 무기 나노 형광체 입자 복합체 (1) 는, 무기 나노 형광체 입자 (2) 의 표면에 무기 미립자 (3) 가 부착된 구조를 갖고 있기 때문에, 파장 변환 부재 (4) 에 있어서 무기 나노 형광체 입자 (2) 와 유리 매트릭스 (5) 의 접촉이 억제된다. 그 때문에, 유리 매트릭스 (5) 와의 반응에 의한 무기 나노 형광체 입자 (2) 의 열화를 억제할 수 있기 때문에, 파장 변환 부재 (4) 의 발광 효율이 향상되기 쉬워진다. 특히, 유리 매트릭스 (5) 가 유리 분말의 소결체로 이루어지는 경우에는, 본 실시형태에 관련된 무기 나노 형광체 입자 복합체 (1) 를 사용함으로써, 무기 나노 형광체 입자 (2) 와 유리 매트릭스 (5) 의 접촉을 효과적으로 억제할 수 있다. 이것은, 복수의 무기 미립자 (3) 가 무기 나노 형광체 입자 (2) 를 둘러싸고 있는 경우, 당해 복수의 무기 미립자 (3) 의 간극에 유리 분말이 비집고 들어가기 어렵기 때문인 것으로 생각된다.
무기 나노 형광체 입자 (2) 로는, CdS, CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, InP, GaN, GaAs, GaP, AlN, AlP, AlSb, InN, InAs 및 InSb 등의 양자 도트 형광체를 들 수 있다. 이것들은 단독, 또는 2 종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 혹은, 이들 2 종 이상으로 이루어지는 복합체 (예를 들어, CdSe 입자 표면이 ZnS 에 의해 피복된 코어 쉘 구조체) 를 사용해도 된다. 또, 무기 나노 형광체 입자로는, 양자 도트 형광체 이외에도, 산화물, 질화물, 산질화물, 황화물, 산황화물, 희토류 황화물, 알루민산염화물 및 할로인산염화물 등의 무기 입자로 이루어지는 것을 사용할 수도 있다. 이것들은 단독, 또는 2 종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 무기 나노 형광체 입자의 평균 입자경은 특별히 한정되지 않지만, 1 ∼ 100 ㎚, 1 ∼ 50 ㎚, 1 ∼ 30 ㎚, 1 ∼ 15 ㎚, 나아가서는 1.5 ∼ 12 ㎚ 정도이다. 또한, 본 명세서에 있어서, 평균 입자경은 JIS-R1629 에 준거하여 측정한 값 (D50) 을 가리킨다.
파장 변환 부재 (4) 의 발광 효율은, 유리 매트릭스 (5) 중에 분산된 무기 나노 형광체 입자 (2) 의 종류나 함유량, 및 파장 변환 부재 (4) 의 두께에 따라 변화된다. 발광 효율을 높이고자 하는 경우, 파장 변환 부재 (4) 의 두께를 얇게 하여 형광이나 여기광의 투과율을 높이거나, 무기 나노 형광체 입자 (2) 의 함유량을 많게 하여, 형광량을 증대시킴으로써 조정하면 된다. 단, 무기 나노 형광체 입자 (2) 의 함유량이 지나치게 많아지면, 제조시에 소결하기 어려워지고, 기공률이 커져, 여기광이 효율적으로 무기 나노 형광체 입자 (2) 에 조사되기 어려워지거나, 파장 변환 부재 (4) 의 기계적 강도가 저하되기 쉬워지는 등의 문제가 발생한다. 한편, 무기 나노 형광체 입자 (2) 의 함유량이 지나치게 적으면, 충분한 발광 강도를 얻기 어려워진다. 따라서, 파장 변환 부재 (4) 에 있어서의 무기 나노 형광체 입자 (2) 의 함유량은 0.01 ∼ 30 질량％, 0.05 ∼ 10 질량％, 특히 0.08 ∼ 5 질량％ 의 범위에서 적절히 조정하는 것이 바람직하다.
무기 미립자 (3) 로는, 알루미나, 실리카, 지르코니아, 산화아연, 산화티탄, 산화세륨 등의 세라믹 입자를 들 수 있다. 이것들은 단독 또는 2 종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 또한 무기 미립자 (3) 는 복수의 입자로 이루어지는 집합체 (2 차 입자) 여도 된다. 무기 미립자 (3) 의 평균 입자경은 1 ∼ 1000 ㎚, 5 ∼ 500 ㎚, 8 ∼ 100 ㎚, 특히 10 ∼ 20 ㎚ 인 것이 바람직하다. 무기 미립자 (3) 의 평균 입자경이 지나치게 작거나 또는 지나치게 크면, 무기 나노 형광체 입자 (2) 와 유리 매트릭스 (5) 의 접촉을 억제하는 효과를 얻기 어려워진다. 또한, 무기 미립자 (3) 는 무기 나노 형광체 입자 (2) 보다 평균 입자경이 크면, 무기 나노 형광체 입자 (2) 와 유리 매트릭스 (5) 의 접촉을 효과적으로 억제할 수 있으므로 바람직하다.
무기 미립자 (3) 의 함유량은, 무기 나노 형광체 입자 (2) 1 중량부에 대해 10 ∼ 10000 질량부, 50 ∼ 5000 질량부, 100 ∼ 1000 질량부, 200 ∼ 500 질량부인 것이 바람직하다. 무기 나노 형광체 입자 (2) 의 함유량이 지나치게 적으면, 무기 나노 형광체 입자 (2) 와 유리 매트릭스 (5) 의 접촉을 억제하는 효과를 얻기 어려워진다. 한편, 무기 나노 형광체 입자 (2) 의 함유량이 지나치게 많으면, 파장 변환 부재 (4) 중에 있어서의 광 산란의 정도가 커져 발광 효율이 저하되는 경우가 있다.
유리 매트릭스 (5) 의 굴복점은 380 ℃ 이하, 300 ℃ 이하, 특히 200 ℃ 이하인 것이 바람직하다. 유리 매트릭스 (5) 의 굴복점이 지나치게 높으면, 그에 따라 파장 변환 부재 (4) 제조시의 소결 온도도 높아지므로, 무기 나노 형광체 입자 (2) 가 열화되기 쉬워진다. 한편, 유리 매트릭스 (5) 의 굴복점의 하한은 특별히 한정되지 않지만, 현실적으로는 100 ℃ 이상, 특히 120 ℃ 이상이다. 여기서 굴복점이란, 열팽창 계수 측정 (TMA) 장치에 의한 측정에 있어서, 시험편이 최대의 신장을 나타낸 점, 즉 시험편의 신장이 정지된 값을 가리킨다.
유리 매트릭스 (5) 로는, 굴복점이 낮은 Sn-P 계 유리, Sn-P-B 계 유리, Sn-P-F 계 유리 등의 Sn 및 P 를 베이스로 한 유리가 바람직하다. 그 중에서도 굴복점을 낮추는 것이 용이한 Sn-P-F 계 유리를 사용하는 것이 바람직하다. Sn-P-F 계 유리의 구체적인 조성으로는, 카티온％ 로, Sn2＋ 10 ∼ 90 ％, P5＋ 10 ∼ 70 ％, 아니온％ 로, O2－ 30 ∼ 99.9 ％, F－ 0.1 ∼ 70 ％ 를 함유하는 것을 들 수 있다. 이하에, 각 성분의 함유량을 이와 같이 한정한 이유를 설명한다. 또한, 특별히 언급이 없는 경우, 이하의 각 성분의 함유량에 관한 설명에 있어서, 「％」는 「카티온％」또는 「아니온％」를 의미한다.
Sn2＋ 는 화학 내구성이나 내후성을 향상시키는 성분이다. 또, 굴복점을 저하시키는 효과도 있다. Sn2＋ 의 함유량은 10 ∼ 90 ％, 20 ∼ 85 ％, 특히 25 ∼ 82.5 ％ 인 것이 바람직하다. Sn2＋ 의 함유량이 지나치게 적으면, 상기 효과를 얻기 어려워진다. 한편, Sn2＋ 의 함유량이 지나치게 많으면, 유리화되기 어려워지거나, 내실투성이 저하되기 쉬워진다.
P5＋ 는 유리 골격의 구성 성분이다. 또, 광 투과율을 높이는 효과를 갖는다. 또, 실투를 억제하거나 굴복점을 저하시키는 효과도 갖는다. P5＋ 의 함유량은 10 ∼ 70 ％, 15 ∼ 60 ％, 특히 20 ∼ 50 ％ 인 것이 바람직하다. P5＋ 의 함유량이 지나치게 적으면, 상기 효과를 얻기 어려워진다. 한편, P5＋ 의 함유량이 지나치게 많으면, Sn2＋ 의 함유량이 상대적으로 적어져, 내후성이 저하되기 쉬워진다.
또한, P5＋ 와 Sn2＋ 의 함량은 50 ％ 이상, 70.5 ％ 이상, 75 ％ 이상, 80 ％ 이상, 특히 85 ％ 이상인 것이 바람직하다. P5＋ 와 Sn2＋ 의 함량이 지나치게 적으면, 내실투성이나 기계적 강도가 저하되기 쉬워진다. P5＋ 와 Sn2＋ 의 함량의 상한은 특별히 한정되지 않고, 100 ％ 여도 되지만, 다른 성분을 함유하는 경우에는, 99.9 ％ 이하, 99 ％ 이하, 95 ％ 이하, 나아가서는 90 ％ 이하로 해도 된다.
카티온 성분으로서, 상기 성분 이외에도 이하의 성분을 함유시킬 수 있다.
B3＋, Zn2＋, Si4＋ 및 Al3＋ 는 유리 골격의 구성 성분이고, 특히 화학 내구성을 향상시키는 효과가 크다. B3＋ ＋ Zn2＋ ＋ Si4＋ ＋ Al3＋ 의 함유량은 0 ∼ 50 ％, 0 ∼ 30 ％, 0.1 ∼ 25 ％, 0.5 ∼ 20 ％, 특히 0.75 ∼ 15 ％ 인 것이 바람직하다. B3＋ ＋ Zn2＋ ＋ Si4＋ ＋ Al3＋ 의 함유량이 지나치게 많으면, 내실투성이 저하되기 쉬워진다. 또, 용융 온도의 상승에 수반하여 Sn 금속 등이 석출되어, 광 투과율이 저하되기 쉬워진다. 또, 굴복점이 상승하기 쉬워진다. 또한, 내후성을 향상시키는 관점에서는, B3＋ ＋ Zn2＋ ＋ Si4＋ ＋ Al3＋ 를 0.1 ％ 이상 함유시키는 것이 바람직하다. 또한 본 명세서에 있어서, 「○ ＋ ○ ＋···」는 해당되는 각 성분의 합량 (合量) 을 의미한다.
B3＋, Zn2＋, Si4＋ 및 Al3＋ 의 각 성분의 바람직한 함유량 범위는 이하와 같다.
B3＋ 는 유리 골격을 구성하는 성분이다. 또, 내후성을 향상시키는 효과가 있고, 특히, 유리 중의 P5＋ 등의 성분이 수중으로 선택적으로 용출되는 것을 억제하는 효과가 크다. B3＋ 의 함유량은 0 ∼ 50 ％, 0.1 ∼ 45 ％, 특히 0.5 ∼ 40 ％ 인 것이 바람직하다. B3＋ 의 함유량이 지나치게 많으면, 내실투성이나 광 투과율이 저하되는 경향이 있다.
Zn2＋ 는 융제로서 작용하는 성분이다. 또, 내후성을 향상시키고, 연마 세정수 등의 각종 세정 용액 중으로의 유리 성분의 용출을 억제하거나, 고온 다습 상태에서의 유리 표면의 변질을 억제하거나 하는 효과가 있다. 또, Zn2＋ 는 유리화를 안정적으로 하는 효과도 있다. 이상을 감안하여, Zn2＋ 의 함유량은 0 ∼ 40 ％, 0.1 ∼ 30 ％, 특히 0.2 ∼ 20 ％ 인 것이 바람직하다. Zn2＋ 의 함유량이 지나치게 많으면, 내실투성이나 광 투과율이 저하되는 경향이 있다.
Si4＋ 는 유리 골격을 구성하는 성분이다. 또, 내후성을 향상시키는 효과가 있고, 특히, 유리 중의 P5＋ 등의 성분이 수중으로 선택적으로 용출되는 것을 억제하는 효과가 크다. Si4＋ 의 함유량은 0 ∼ 20 ％, 특히 0.1 ∼ 15 ％ 인 것이 바람직하다. Si4＋ 의 함유량이 지나치게 많으면, 굴복점이 높아지기 쉽다. 또, 미용해에 의한 맥리나 기포가 유리 중에 잔존하기 쉬워진다.
Al3＋ 는, Si4＋ 나 B3＋ 와 함께 유리 골격을 구성하는 것이 가능한 성분이다. 또, 내후성을 향상시키는 효과가 있고, 특히, 유리 중의 P5＋ 등의 성분이 수중으로 선택적으로 용출되는 것을 억제하는 효과가 크다. Al3＋ 의 함유량은 0 ∼ 20 ％, 특히 0.1 ∼ 15 ％ 인 것이 바람직하다. Al3＋ 의 함유량이 지나치게 많으면, 내실투성이나 광 투과율이 저하되는 경향이 있다. 또한, 용융 온도가 높아져, 미용해에 의한 맥리나 기포가 유리 중에 잔존하기 쉬워진다.
Mg2＋, Ca2＋, Sr2＋ 및 Ba2＋ (알칼리 토금속 이온) 는 융제로서 작용하는 성분이다. 또, 내후성을 향상시키고, 연마 세정수 등의 각종 세정 용액 중으로의 유리 성분의 용출을 억제하거나, 고온 다습 상태에서의 유리 표면의 변질을 억제하거나 하는 효과가 있다. 또, 유리의 경도를 높이는 성분이다. 단, 이들 성분의 함유량이 지나치게 많으면, 내실투성이 저하되기 쉬워진다. 따라서, Mg2＋, Ca2＋, Sr2＋ 및 Ba2＋ 의 함량은 0 ∼ 10 ％, 0 ∼ 7.5 ％, 0.1 ∼ 5 ％, 특히 0.2 ∼ 1.5 ％ 인 것이 바람직하다.
Li＋ 는, 알칼리 금속 산화물 중에서 가장 굴복점을 저하시키는 효과가 큰 성분이다. 또, 단, Li＋ 는 분상성 (分相性) 이 강하기 때문에, 그 함유량이 지나치게 많으면, 내실투성이 저하되기 쉬워진다. 또, Li＋ 는 화학 내구성을 저하시키기 쉽고, 광 투과율도 저하시키기 쉽다. 따라서, Li＋ 의 함유량은 0 ∼ 10 ％, 0 ∼ 5 ％, 0 ∼ 1 ％, 특히 0 ∼ 0.1 ％ 인 것이 바람직하다.
Na＋ 는, Li＋ 와 마찬가지로 굴복점을 저하시키는 효과를 갖는다. 단, 그 함유량이 지나치게 많으면, 맥리가 생성되기 쉬워진다. 또, 내실투성이 저하되기 쉬워진다. 또, Na＋ 는 화학 내구성을 저하시키기 쉽고, 광 투과율도 저하시키기 쉽다. 따라서, Na＋ 의 함유량은 0 ∼ 10 ％, 0 ∼ 5 ％, 0 ∼ 1 ％, 특히 0 ∼ 0.1 ％ 인 것이 바람직하다.
K＋ 도, Li＋ 와 마찬가지로 굴복점을 저하시키는 효과를 갖는다. 단, 그 함유량이 지나치게 많으면, 내후성이 저하되는 경향이 있다. 또, 내실투성이 저하되기 쉬워진다. 또, K＋ 는 화학 내구성을 저하시키기 쉽고, 광 투과율도 저하시키기 쉽다. 따라서, K2O 의 함유량은 0 ∼ 10 ％, 0 ∼ 5 ％, 0 ∼ 1 ％, 특히 0 ∼ 0.1 ％ 인 것이 바람직하다.
또한, Li＋, Na＋ 및 K＋ 의 함량은 0 ∼ 10 ％, 0 ∼ 5 ％, 0 ∼ 1 ％, 특히 0 ∼ 0.1 ％ 인 것이 바람직하다. Li＋, Na＋ 및 K＋ 의 함량이 지나치게 많으면, 실투되기 쉬워져, 화학 내구성도 저하되는 경향이 있다.
상기 성분 이외에도, La3＋, Gd3＋, Ta5＋, W6＋, Nb5＋, Ti4＋, Y3＋, YB3＋ , Ge4＋, Te4＋, Bi3＋ 및 Zr4＋ 등을 합량으로 10 ％ 까지 함유시킬 수 있다.
Ce4＋, Pr3＋, Nd3＋, Eu3＋, Tb3＋ 및 Er3＋ 등의 희토류 성분, Fe3＋, Ni2＋, Co2＋ 는 광 투과율을 저하시키는 성분이다. 따라서, 이들 성분의 함유량은 각각 0.1 ％ 이하인 것이 바람직하고, 함유시키지 않는 것이 보다 바람직하다.
In3＋ 는 실투 경향이 강하기 때문에, 함유하지 않는 것이 바람직하다.
또한, 환경상의 이유로부터, Pb2＋ 및 As3＋ 를 함유하지 않는 것이 바람직하다.
아니온 성분인 F－ 는 굴복점을 저하시키는 작용이나 광 투과율을 높이는 효과를 갖는다. 단, 그 함유량이 지나치게 많으면, 용융시의 휘발성이 높아져 맥리가 발생하기 쉬워진다. 또, 내실투성이 저하되기 쉬워진다. F－ 의 함유량은 0.1 ∼ 70 ％, 1 ∼ 67.5 ％, 5 ∼ 65 ％, 2 ∼ 60 ％, 특히 10 ∼ 60 ％ 인 것이 바람직하다. 또한, F－ 를 도입하기 위한 원료로는, SnF2 외에, La, Gd, Ta, W, Nb, Y, Yb, Ge, Mg, Ca, Sr, Ba 등의 불화물을 들 수 있다.
또한, F－ 이외의 아니온 성분으로는, 통상, O2－ 를 함유한다. 요컨대, O2－ 의 함유량은, F－ 의 함유량에 따라 결정된다. 구체적으로는, O2－ 의 함유량은 30 ∼ 99.9 ％, 32.5 ∼ 99 ％, 35 ∼ 95 ％, 40 ∼ 98 ％, 특히 40 ∼ 90 ％ 인 것이 바람직하다.
Sn-P 계 유리로는, 몰％ 로, SnO 50 ∼ 80 ％, P2O5 15 ∼ 25 ％ (단, 25 ％ 는 포함하지 않는다), ZrO2 0 ∼ 3 ％, Al2O3 0 ∼ 10 ％, B2O3 0 ∼ 10 ％, Li2O 0 ∼ 10 ％, Na2O 0 ∼ 10 ％, K2O 0 ∼ 10 ％, Li2O ＋ Na2O ＋ K2O 0 ∼ 10 ％, MgO 0 ∼ 10 ％, CaO 0 ∼ 3 ％, SrO 0 ∼ 2.5 ％, BaO 0 ∼ 2 ％, MgO ＋ CaO ＋ SrO ＋ BaO 0 ∼ 11 ％ 및 ZrO2 ＋ Al2O3 ＋ MgO 0 ∼ 10 ％ 를 함유하고, SnO/P2O5 1.6 ∼ 4.8 인 것을 들 수 있다.
유리 매트릭스 (5) 로는 유리 분말로 이루어지는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 파장 변환 부재 (4) 는, 무기 나노 형광체 입자 복합체 (1) 와 유리 분말의 소결체로 이루어지는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 유리 매트릭스 (5) 중에 무기 나노 형광체 입자 복합체 (1) 를 균질하게 분산시킨 파장 변환 부재 (4) 를 용이하게 제작할 수 있다.
유리 분말의 평균 입자경은 0.1 ∼ 100 ㎛, 1 ∼ 80 ㎛, 5 ∼ 60 ㎛, 10 ∼ 50 ㎛, 특히 15 ∼ 40 ㎛ 인 것이 바람직하다. 유리 분말의 평균 입자경이 지나치게 작으면, 무기 나노 형광체 입자 (2) 에 접촉하기 쉬워져, 무기 나노 형광체 입자 (2) 가 열화되기 쉬워진다. 또, 소결시에 기포가 발생하여, 파장 변환 부재 (4) 의 기계적 강도가 저하될 우려가 있다. 또한, 파장 변환 부재 (4) 중에 있어서의 광 산란의 정도가 커져 발광 효율이 저하되는 경우가 있다. 한편, 유리 분말의 평균 입자경이 지나치게 크면, 무기 나노 형광체 입자 복합체 (1) 가 유리 매트릭스 (5) 중에 균질하게 분산되기 어려워지고, 그 결과, 파장 변환 부재 (4) 의 발광 효율이 저하될 우려가 있다.
파장 변환 부재 (4) 의 형상은, 통상, 사각형 판상이나 원반상 등의 판상이다. 이 경우, 파장 변환 부재 (4) 의 두께는 0.03 ∼ 1 ㎜, 0.05 ∼ 0.5 ㎜, 특히 0.1 ∼ 0.3 ㎜ 인 것이 바람직하다. 파장 변환 부재 (4) 의 두께가 지나치게 작으면, 기계적 강도가 열등한 경향이 있다. 한편, 파장 변환 부재 (4) 의 두께가 지나치게 크면, 소결 시간이 길어져 무기 나노 형광체 입자 (2) 가 열화되기 쉬워진다. 혹은, 소결이 불충분해지는 경향이 있다.
파장 변환 부재 (4) 는, LED 나 LD 등의 여기 광원과 조합함으로써 발광 디바이스로서 사용할 수 있다.
무기 나노 형광체 입자 복합체 (1) 및 파장 변환 부재 (4) 는, 예를 들어 이하와 같이 하여 제작할 수 있다.
무기 나노 형광체 입자 복합체 (1) 는, 무기 나노 형광체 입자 (2) 와 무기 미립자 (3) 를 혼합함으로써 제작할 수 있다. 또한, 무기 나노 형광체 입자 (2) 가 양자 도트인 경우에는, 통상, 유기 분산매 등으로 분산된 상태에서 취급된다. 그래서, 무기 나노 형광체 입자 (2) 가 분산된 유기 분산매에 무기 미립자 (3) 를 혼합한 후, 유기 분산매를 휘발시킴으로써, 무기 나노 형광체 입자 복합체 (1) 를 얻을 수 있다.
다음으로, 무기 나노 형광체 입자 복합체 (1) 에 대해, 유리 매트릭스 (5) 가 되는 유리 분말을 혼합한 후, 혼합물을 소성함으로써 파장 변환 부재 (4) 를 얻을 수 있다. 소성 온도는, 유리 분말의 굴복점±50 ℃ 이내인 것이 바람직하다. 구체적으로는, 소성 온도는, 380 ℃ 이하, 300 ℃ 이하, 200 ℃ 이하, 특히 180 ℃ 이하인 것이 바람직하다. 소성 온도가 지나치게 높으면, 무기 나노 형광체 입자 (2) 가 열화되거나, 무기 나노 형광체 입자 (2) 와 유리 분말이 반응하여 파장 변환 부재 (4) 의 발광 효율이 저하되기 쉬워진다. 한편, 소성 온도가 지나치게 낮으면 유리 분말의 소결이 불충분해져, 파장 변환 부재 (4) 의 기공률이 커지는 경향이 있다. 그 결과, 파장 변환 부재 (4) 에 있어서의 광 산란이 강해져, 형광 (혹은 여기광) 의 취출 효율이 저하되기 쉬워진다. 따라서, 소성 온도는 130 ℃ 이상인 것이 바람직하다.
또한, 무기 나노 형광체 입자 복합체 (1) 와 유리 분말의 혼합물을 가열 프레스함으로써, 유리 분말의 연화 유동이 촉진되어, 매우 단시간에 소결하는 것이 가능해진다. 따라서, 소성시에 있어서의 무기 나노 형광체 입자 (2) 에 가해지는 열 에너지를 대폭 억제할 수 있어, 무기 나노 형광체 입자 (2) 의 열 열화를 현저하게 억제하는 것이 가능해진다. 또, 박형의 파장 변환 부재 (4) 를 용이하게 제조할 수 있다.
실시예
이하, 본 발명에 대해, 구체적인 실시예에 기초하여, 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시예에 조금도 한정되는 것이 아니고, 그 요지를 변경하지 않는 범위에 있어서 적절히 변경하여 실시하는 것이 가능하다.
(실시예)
무기 나노 형광체 입자 (CdSe/ZnS, 평균 입자경 ＝ 3 ㎚) 를 분산매인 헥산에 1 질량％ 의 농도로 분산시킨 분산액 100 ㎕ 에 대해, 알루미나 입자 (평균 입자경 13 ㎚) 0.19 g (무기 나노 형광체 입자 1 질량부에 대해 288 질량부) 을 첨가하여 혼합하고, 분산매를 휘발시킴으로써, 무기 나노 형광체 입자 표면을 알루미나 입자로 피복하여, 무기 나노 형광체 입자 복합체를 얻었다.
무기 나노 형광체 입자 복합체 0.009 g 에 대해, Sn-P-F 계 유리 분말 (평균 입자경 ＝ 25 ㎛, 굴복점 ＝ 160 ℃) 0.991 g 을 혼합하여, 혼합물을 얻었다. 얻어진 혼합물을 질소 분위기 중 180 ℃ 에서 가열 프레스하였다. 이로써, 판상의 파장 변환 부재가 얻어졌다.
(비교예)
무기 나노 형광체 입자를 알루미나 입자로 피복하지 않고 그대로 사용한 것 이외에는, 실시예와 동일하게 하여 파장 변환 부재를 제작하였다.
(발광 양자 효율의 측정)
얻어진 파장 변환 부재에 대해, 발광 양자 효율을 측정하여, 상대 비교하였다. 그 결과, 비교예의 파장 변환 부재의 발광 양자 효율이 100 a.u. (arbitrary unit ; 임의 단위) 인 데에 반해, 실시예의 파장 변환 부재의 발광 양자 효율은 791 a.u. 로, 약 7.9 배의 발광 양자 효율을 나타내었다.
또한, 발광 양자 효율은 하기 식에 의해 산출되는 값을 가리키고, 절대 PL 양자 수율 장치 (하마마츠 포토닉스사 제조) 를 사용하여 측정하였다.
발광 양자 효율 ＝ ｛(발광으로서 샘플로부터 방출된 포톤 수)/(샘플로부터 흡수된 포톤 수)｝ × 100 (％)
1 : 무기 나노 형광체 입자 복합체
2 : 무기 나노 형광체 입자
3 : 무기 미립자
4 : 파장 변환 부재
5 : 유리 매트릭스

Claims (10)

  1. 무기 나노 형광체 입자와,
    무기 나노 형광체 입자의 표면에 부착된 무기 미립자를 구비하여 이루어지고,
    무기 미립자의 함유량이, 무기 나노 형광체 입자 1 질량부에 대하여 10 질량부 이상인 것을 특징으로 하는 무기 나노 형광체 입자 복합체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    무기 미립자가 무기 나노 형광체 입자보다 평균 입자경이 큰 것을 특징으로 하는 무기 나노 형광체 입자 복합체.
  3. 제 1 항에 있어서,
    무기 미립자의 평균 입자경이 1 ∼ 1000 ㎚ 인 것을 특징으로 하는 무기 나노 형광체 입자 복합체.
  4. 제 1 항에 있어서,
    무기 미립자가 알루미나, 실리카, 지르코니아, 산화아연, 산화티탄 또는 산화세륨으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 무기 나노 형광체 입자 복합체.
  5. 제 1 항에 있어서,
    무기 나노 형광체 입자의 평균 입자경이 1 ∼ 100 ㎚ 인 것을 특징으로 하는 무기 나노 형광체 입자 복합체.
  6. 제 1 항에 있어서,
    무기 나노 형광체 입자가, CdS, CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, InP, GaN, GaAs, GaP, AlN, AlP, AlSb, InN, InAs 및 InSb 에서 선택되는 적어도 1 종, 또는 이들 2 종 이상의 복합체로 이루어지는 양자 도트 형광체인 것을 특징으로 하는 무기 나노 형광체 입자 복합체.
  7. 유리 매트릭스 중에 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 무기 나노 형광체 입자 복합체가 분산되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 파장 변환 부재.
  8. 제 7 항에 있어서,
    무기 나노 형광체 입자 복합체와 유리 분말의 소결체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 파장 변환 부재.
  9. 제 7 항에 있어서,
    유리 매트릭스가 Sn-P 계 유리 또는 Sn-P-F 계 유리로 이루어지는 것을 특징으로 하는 파장 변환 부재.
  10. 제 8 항에 있어서,
    유리 분말의 평균 입자경이 0.1 ∼ 100 ㎛ 인 것을 특징으로 하는 파장 변환 부재.
KR1020187038107A 2016-11-17 2017-11-07 무기 나노 형광체 입자 복합체 및 파장 변환 부재 KR102477077B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2016-223920 2016-11-17
JP2016223920A JP6872139B2 (ja) 2016-11-17 2016-11-17 無機ナノ蛍光体粒子複合体及び波長変換部材
PCT/JP2017/040159 WO2018092644A1 (ja) 2016-11-17 2017-11-07 無機ナノ蛍光体粒子複合体及び波長変換部材

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190084869A KR20190084869A (ko) 2019-07-17
KR102477077B1 true KR102477077B1 (ko) 2022-12-12

Family

ID=62146280

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020187038107A KR102477077B1 (ko) 2016-11-17 2017-11-07 무기 나노 형광체 입자 복합체 및 파장 변환 부재

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11584887B2 (ko)
JP (1) JP6872139B2 (ko)
KR (1) KR102477077B1 (ko)
CN (1) CN110325619B (ko)
TW (1) TWI738917B (ko)
WO (1) WO2018092644A1 (ko)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110770322B (zh) * 2017-06-19 2023-07-14 日本电气硝子株式会社 附着有纳米荧光体的无机颗粒和波长变换部件
US10991856B2 (en) 2017-12-21 2021-04-27 Lumileds Llc LED with structured layers and nanophosphors
US10475968B1 (en) 2018-07-19 2019-11-12 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelectronic component and a method for producing an optoelectronic component
KR102149988B1 (ko) 2018-09-07 2020-08-31 대주전자재료 주식회사 파장 변환 부재 제조용 적층체 및 파장 변환 부재의 제조방법
CN109467315B (zh) * 2018-10-23 2022-04-05 温州大学新材料与产业技术研究院 一种掺杂InN的钠基玻璃及其制备方法
US10950760B2 (en) 2019-02-06 2021-03-16 Osram Opto Semiconductors Gmbh Two component glass body for tape casting phosphor in glass LED converters
TR202101278A1 (tr) * 2021-01-27 2022-08-22 Univ Yildiz Teknik CdSe ve CsPbBr3 kuantum nokta katkılı cam nanokompozit katmanlar içeren bir katı hal aydınlatma cihazı ve bunun üretim yöntemi.
CN113277731B (zh) * 2021-05-28 2022-04-15 成都光明光电有限责任公司 含银纳米微粒激光玻璃及其制造方法
US20230163253A1 (en) * 2021-11-19 2023-05-25 Osram Opto Semiconductors Gmbh Structure, optoelectronic device and method for producing a structure
CN116285982B (zh) * 2023-03-24 2024-06-11 成都理工大学 一种波长可调型变色发光材料及其制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012087162A (ja) * 2010-10-15 2012-05-10 Nippon Electric Glass Co Ltd 波長変換部材およびそれを用いてなる光源
JP2015086284A (ja) * 2013-10-30 2015-05-07 シャープ株式会社 蛍光体、波長変換部材及び発光装置
JP2015089898A (ja) * 2013-11-05 2015-05-11 信越化学工業株式会社 無機蛍光体粉末、無機蛍光体粉末を用いた硬化性樹脂組成物、波長変換部材および光半導体装置

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0631906B2 (ja) * 1986-01-30 1994-04-27 コニカ株式会社 放射線画像変換パネル
JPH10195429A (ja) * 1997-01-16 1998-07-28 Toshiba Corp カラーテレビジョン用蛍光体
JP2002088358A (ja) * 2000-09-14 2002-03-27 Toshiba Corp 陰極線管用蛍光体および陰極線管
WO2008116079A1 (en) * 2007-03-20 2008-09-25 Evident Technologies, Inc. Powdered quantum dots
JP2010083704A (ja) * 2008-09-30 2010-04-15 Toyoda Gosei Co Ltd 蛍光体含有ガラス及びその製造方法
CN101723586B (zh) 2009-11-30 2011-08-24 浙江大学 一种应用于半导体照明的荧光粉/玻璃复合体及其制备方法
CN101717644B (zh) * 2009-12-15 2012-10-24 中国科学院长春应用化学研究所 一种二氧化硅包覆量子点的制备方法
CN102770386A (zh) 2010-04-22 2012-11-07 海洋王照明科技股份有限公司 量子点-玻璃复合发光材料及其制备方法
US9085728B2 (en) 2011-01-28 2015-07-21 Showa Denko K.K. Composition containing quantum dot fluorescent body, molded body of quantum dot fluorescent body dispersion resin, structure containing quantum dot fluorescent body, light-emitting device, electronic apparatus, mechanical device, and method for producing molded body of quantum dot fluorescent body dispersion resin
US20140003074A1 (en) * 2011-03-16 2014-01-02 Katsuhiko Kishimoto Wavelength conversion member and method for manufacturing the same, and light-emitting device, illuminating device, and headlight
JP5709188B2 (ja) 2011-05-23 2015-04-30 独立行政法人産業技術総合研究所 薄膜シリカガラスコート量子ドットからなる蛍光性微粒子及びその製造方法
CN103367611B (zh) 2012-03-28 2017-08-08 日亚化学工业株式会社 波长变换用无机成型体及其制造方法以及发光装置
CN102863963B (zh) 2012-05-31 2014-04-16 浙江理工大学 一种SiO2-QDs的纳米复合材料的制备方法及应用

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012087162A (ja) * 2010-10-15 2012-05-10 Nippon Electric Glass Co Ltd 波長変換部材およびそれを用いてなる光源
JP2015086284A (ja) * 2013-10-30 2015-05-07 シャープ株式会社 蛍光体、波長変換部材及び発光装置
JP2015089898A (ja) * 2013-11-05 2015-05-11 信越化学工業株式会社 無機蛍光体粉末、無機蛍光体粉末を用いた硬化性樹脂組成物、波長変換部材および光半導体装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20190084869A (ko) 2019-07-17
CN110325619B (zh) 2023-09-19
JP2018080272A (ja) 2018-05-24
TW201826571A (zh) 2018-07-16
CN110325619A (zh) 2019-10-11
WO2018092644A1 (ja) 2018-05-24
TWI738917B (zh) 2021-09-11
US20190241805A1 (en) 2019-08-08
JP6872139B2 (ja) 2021-05-19
US11584887B2 (en) 2023-02-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102477077B1 (ko) 무기 나노 형광체 입자 복합체 및 파장 변환 부재
CN110770322B (zh) 附着有纳米荧光体的无机颗粒和波长变换部件
KR102271648B1 (ko) 파장 변환 부재 및 그것을 사용하여 이루어지는 발광 디바이스
JP6273799B2 (ja) 波長変換材料に用いられるガラス、波長変換材料、波長変換部材及び発光デバイス
KR102258536B1 (ko) 파장 변환 부재 및 발광 디바이스
KR101785798B1 (ko) 형광체 분산 유리
JP6365828B2 (ja) 波長変換材料に用いられるガラス、波長変換材料、波長変換部材及び発光デバイス
JP2013055269A (ja) 波長変換部材および発光デバイス
WO2017073329A1 (ja) 波長変換部材の製造方法
KR20180082422A (ko) 파장 변환 부재의 제조 방법 및 파장 변환 부재
WO2015008621A1 (ja) 蛍光体分散ガラス及びその製造方法
US9434876B2 (en) Phosphor-dispersed glass
WO2019058988A1 (ja) 波長変換部材
KR102654998B1 (ko) 파장 변환 재료에 사용되는 유리, 파장 변환 재료, 파장 변환 부재 및 발광 디바이스
JP5807780B2 (ja) 波長変換部材およびそれを用いてなる発光デバイス
JP2018106131A (ja) 無機ナノ蛍光体粒子含有樹脂粉末
JP6830751B2 (ja) 波長変換部材及び発光装置
JP2018193486A (ja) 波長変換材料の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant