KR102621944B1 - 파장 변환 부재 및 발광 장치 - Google Patents

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Abstract

광 취출 효율이 높고, 발광 강도가 우수한 파장 변환 부재와, 그것을 사용한 발광 장치를 제공한다. 형광체를 함유하는 판상의 파장 변환 부재 (1) 로서, 광 입사면 (1a) 과, 광 입사면 (1a) 과 대향하는 광 출사면 (1b) 을 갖고, 광 입사면 (1a) 의 표면 조도를 Rain, 광 출사면 (1b) 의 표면 조도를 Raout 으로 한 경우, Rain 이 0.01 ∼ 0.05 ㎛, 또한, Raout － Rain 이 0.01 ∼ 0.2 ㎛ 인 것을 특징으로 한다.

Description

파장 변환 부재 및 발광 장치
본 발명은 발광 다이오드 (LED : Light Emitting Diode) 나 레이저 다이오드 (LD : Laser Diode) 등이 발하는 광의 파장을 다른 파장으로 변환하는 파장 변환 부재 및 그것을 사용한 발광 장치에 관한 것이다.
최근, 형광 램프나 백열등을 대신할 차세대 광원으로서, LED 나 LD 를 사용한 발광 장치 등에 대한 주목이 높아지고 있다. 그러한 차세대 광원의 일례로서, 청색광을 출사하는 LED 와, LED 로부터의 광의 일부를 흡수하여 황색광으로 변환하는 파장 변환 부재를 조합한 발광 장치가 개시되어 있다. 이 발광 장치는, LED 로부터 출사된 청색광과, 파장 변환 부재로부터 출사된 황색광의 합성광인 백색광을 발한다. 특허문헌 1 에는, 파장 변환 부재의 일례로서, 유리 매트릭스 중에 무기 형광체 분말을 분산시킨 파장 변환 부재가 제안되어 있다.
일본 공개특허공보 2003-258308호
상기 파장 변환 부재는, 광 취출 효율이 열등하고, 충분한 발광 강도가 얻어지지 않는다는 문제가 있다.
따라서, 본 발명은 광 취출 효율이 높고, 발광 강도가 우수한 파장 변환 부재와, 그것을 사용한 발광 장치를 제안하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들이 예의 검토한 결과, 파장 변환 부재의 광 입사면과 광 출사면에 있어서의 표면 조도를 특정 범위로 규제함으로써, 광 취출 효율을 향상시킬 수 있고, 발광 강도가 우수한 파장 변환 부재를 얻을 수 있는 것을 알아냈다.
즉, 본 발명의 파장 변환 부재는, 형광체를 함유하는 판상의 파장 변환 부재로서, 광 입사면과, 광 입사면과 대향하는 광 출사면을 갖고, 광 입사면의 표면 조도를 Rain, 광 출사면의 표면 조도를 Raout 으로 한 경우, Rain 이 0.01 ∼ 0.05 ㎛, 또한, Raout － Rain 이 0.01 ∼ 0.2 ㎛ 인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 파장 변환 부재는, 광 출사면의 표면 조도 (Raout) 가 0.06 ㎛ 이상인 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 광 취출 효율을 한층 더 향상시킬 수 있다.
본 발명의 파장 변환 부재는, 유리 매트릭스 중에 형광체 분말이 분산되어 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명의 파장 변환 부재는, 두께가 0.01 ∼ 1 ㎜ 인 것이 바람직하다.
본 발명의 발광 장치는, 상기 파장 변환 부재와, 파장 변환 부재에 여기광을 조사하는 발광 소자를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 발광 장치는, 파장 변환 부재에 있어서의 광 입사면과, 발광 소자가 접착제층에 의해 접착되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 발광 장치는, 파장 변환 부재와 발광 소자의 주위에 반사층이 배치되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 광 취출 효율이 높고, 발광 강도가 우수한 파장 변환 부재와, 그것을 사용한 발광 장치를 제안할 수 있다.
도 1 은 본 발명의 일 실시형태에 관련된 파장 변환 부재를 나타내는 모식적 단면도이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시형태에 관련된 발광 장치를 나타내는 모식적 단면도이다.
이하, 바람직한 실시형태에 대해 설명한다. 단, 이하의 실시형태는 단순한 예시이며, 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 파장 변환 부재를 나타내는 모식적 단면도이다. 파장 변환 부재 (1) 는 예를 들어 사각형의 판상이다. 파장 변환 부재 (1) 는 형광체를 함유하고 있으며, 광 입사면 (1a) 과, 광 입사면 (1a) 과 대향하는 광 출사면 (1b) 을 갖는다. 파장 변환 부재 (1) 에 함유되는 형광체를 여기시키기 위한 여기광을, 입사광 (Lin) 으로서 파장 변환 부재 (1) 의 광 입사면 (1a) 으로부터 입사시킨다. 입사광 (Lin) 은 형광체에 의해 파장 변환되어 형광이 된다. 당해 형광과, 파장 변환되지 않았던 입사광 (Lin) 의 합성광이 출사광 (Lout) 으로서 광 출사면 (1b) 으로부터 출사된다. 예를 들어, 입사광 (Lin) 이 청색광이고, 형광이 황색광인 경우, 청색광과 황색광의 합성광인 백색광이 Lout 으로서 출사된다.
파장 변환 부재 (1) 에 있어서의 광 입사면 (1a) 의 표면 조도를 Rain, 광 출사면 (1b) 의 표면 조도를 Raout 으로 한 경우, Rain 이 0.01 ∼ 0.05 ㎛, 또한, Raout － Rain 이 0.01 ∼ 0.2 ㎛ 를 만족한다. 이와 같이 함으로써, 광 취출 효율을 향상시키는 것이 가능해진다. 이 이유는 이하와 같이 추찰된다. 광 입사면 (1a) 의 표면 조도 (Rain) 를 비교적 작게 함으로써, 입사광 (Lin) 이 광 입사면 (1a) 표면에서 잘 산란되지 않아, 파장 변환 부재 (1) 내부로의 입사 효율이 높아진다. 이것은, 통상, 입사광 (Lin) 은 LED 나 LD 로부터 발해지는 광이기 때문에 직진성 (배향성) 이 높아, 광 입사면 (1a) 에 대해 수직 방향의 광의 비율이 크기 때문이라고 생각된다. 한편, 광 출사면 (1b) 의 표면 조도 (Raout) 를 Rain 에 대해 상대적으로 크게 함으로써, 출사광 (Lout) 의 광 취출 효율을 향상시킬 수 있다. 파장 변환 부재 (1) 는 기본적으로 광 산란체이기 때문에, 입사광 (Lin) 이나 형광은 파장 변환 부재 (1) 의 내부에서 산란되어, 모든 방향으로 배향되어 있다. 따라서, 광 출사면 (1b) 의 표면 조도 (Raout) 가 작으면, 임계각을 초과하는 광 성분이 많아져, 광 취출 효율이 낮아지는 경향이 있다. 그래서, 광 출사면 (1b) 의 표면 조도 (Raout) 를 크게 함으로써, 산란광에 대한 광 반사 억제 효과를 높일 수 있다.
Rain 이 지나치게 크면, 입사광 (Lin) 이 광 입사면 (1a) 표면에서 산란되어, 파장 변환 부재 (1) 내부로의 입사 효율이 낮아지는 경향이 있다. 결과적으로, 파장 변환 부재의 광 취출 효율이 저하되어, 발광 강도가 저하되기 쉬워진다. 한편, Rain 이 지나치게 작으면, 발광 소자 (후술) 와 접착할 때에 앵커 효과가 잘 얻어지지 않아, 접착 강도가 저하되기 쉬워진다. 또한, 접착 강도 저하에서 기인하여, 파장 변환 부재 (1) 가 발광 소자로부터 일부라도 박리되면, 파장 변환 부재 (1) 와 발광 소자 사이에 굴절률이 낮은 공기층이 형성되기 때문에, 입사광 (Lin) 의 입사 효율이 현저하게 저하되는 경향이 있다. Rain 의 바람직한 범위는 0.015 ∼ 0.045 ㎛ 이다.
Raout － Rain 이 지나치게 작으면, 출사광 (Lout) 이 광 출사면 (1b) 에서 반사되기 쉬워져, 광 취출 효율이 저하되기 쉬워진다. 한편, Raout － Rain 이 지나치게 크면, 출사광 (Lout) 의 광 출사면 (1b) 에서의 산란이 커져, 오히려 광 취출 효율이 저하되기 쉬워진다. Raout － Rain 의 바람직한 범위는 0.02 ∼ 0.18 ㎛ 이고, 보다 바람직한 범위는 0.05 ∼ 0.17 ㎛ 이다.
또한, Raout 은 0.06 ㎛ 이상, 0.07 ㎛ 이상, 특히 0.08 ㎛ 이상인 것이 바람직하고, 0.25 ㎛ 이하, 0.23 ㎛ 이하, 특히 0.22 ㎛ 이하인 것이 바람직하다. Raout 이 지나치게 작으면, 출사광 (Lout) 이 광 출사면 (1b) 에서 반사되기 쉬워져, 광 취출 효율이 저하되기 쉬워진다. 한편, Raout 이 지나치게 크면, 출사광 (Lout) 의 광 출사면 (1b) 에서의 산란이 커져, 광 취출 효율이 저하되기 쉬워진다.
파장 변환 부재 (1) 는, 예를 들어 유리 매트릭스와, 당해 유리 매트릭스에 분산된 형광체 분말을 함유하는 형광체 유리로 이루어진다.
유리 매트릭스는, 무기 형광체 등의 형광체 분말의 분산매로서 사용할 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 붕규산염계 유리, 인산염계 유리, 주석인산염계 유리, 비스무트산염계 유리, 텔루라이트계 유리 등을 사용할 수 있다. 붕규산염계 유리로는, 질량％ 로, SiO2 30 ∼ 85 ％, Al2O3 0 ∼ 30 ％, B2O3 0 ∼ 50 ％, Li2O ＋ Na2O ＋ K2O 0 ∼ 10 ％, 및 MgO ＋ CaO ＋ SrO ＋ BaO 0 ∼ 50 ％ 를 함유하는 것을 들 수 있다. 주석인산염계 유리로는, 몰％ 로, SnO 30 ∼ 90 ％, P2O5 1 ∼ 70 ％ 를 함유하는 것을 들 수 있다. 텔루라이트계 유리로는, 몰％ 로, TeO2 50 ％ 이상, ZnO 0 ∼ 45 ％, RO (R 은 Ca, Sr 및 Ba 에서 선택되는 적어도 1 종) 0 ∼ 50 ％, 및 La2O3 ＋ Gd2O3 ＋ Y2O3 0 ∼ 50 ％ 를 함유하는 것을 들 수 있다.
유리 매트릭스의 연화점은, 250 ℃ ∼ 1000 ℃ 인 것이 바람직하고, 300 ℃ ∼ 950 ℃ 인 것이 보다 바람직하며, 500 ℃ ∼ 900 ℃ 의 범위 내인 것이 더욱 바람직하다. 유리 매트릭스의 연화점이 지나치게 낮으면, 파장 변환 부재 (1) 의 기계적 강도나 화학적 내구성이 저하되는 경우가 있다. 또, 유리 매트릭스 자체의 내열성이 낮기 때문에, 형광체로부터 발생하는 열에 의해 연화 변형될 우려가 있다. 한편, 유리 매트릭스의 연화점이 지나치게 높으면, 제조시에 소성 공정이 포함되는 경우, 형광체가 열화되어, 파장 변환 부재 (1) 의 발광 강도가 저하되는 경우가 있다. 또, 유리 매트릭스의 연화점이 높아지면, 소성 온도도 높아져, 결과적으로 제조 비용이 높아지는 경향이 있다. 또한, 파장 변환 부재 (1) 의 화학적 안정성 및 기계적 강도를 높이는 관점에서는 유리 매트릭스의 연화점은 500 ℃ 이상, 600 ℃ 이상, 700 ℃ 이상, 800 ℃ 이상, 특히 850 ℃ 이상인 것이 바람직하다. 그러한 유리로는, 붕규산염계 유리를 들 수 있다. 한편, 파장 변환 부재 (1) 를 저가로 제조하는 관점에서는, 유리 매트릭스의 연화점은 550 ℃ 이하, 530 ℃ 이하, 500 ℃ 이하, 480 ℃ 이하, 특히 460 ℃ 이하인 것이 바람직하다. 그러한 유리로는, 주석인산염계 유리, 비스무트산염계 유리, 텔루라이트계 유리를 들 수 있다.
형광체는, 여기광의 입사에 의해 형광을 출사하는 것이면, 특별히 한정되는 것은 아니다. 형광체의 구체예로는, 예를 들어, 산화물 형광체, 질화물 형광체, 산질화물 형광체, 염화물 형광체, 산염화물 형광체, 황화물 형광체, 산황화물 형광체, 할로겐화물 형광체, 칼코겐화물 형광체, 알루민산염 형광체, 할로인산 염화물 형광체 및 가닛계 화합물 형광체에서 선택된 1 종 이상 등을 들 수 있다. 여기광으로서 청색광을 사용하는 경우, 예를 들어, 녹색광, 황색광 또는 적색광을 형광으로서 출사하는 형광체를 사용할 수 있다.
형광체 분말의 평균 입자경은 1 ㎛ ∼ 50 ㎛ 인 것이 바람직하고, 5 ㎛ ∼ 25 ㎛ 인 것이 보다 바람직하다. 형광체 분말의 평균 입자경이 지나치게 작으면, 발광 강도가 저하되는 경우가 있다. 한편, 형광체 분말의 평균 입자경이 지나치게 크면, 발광색이 불균일해지는 경우가 있다.
파장 변환 부재 (1) 중에서의 형광체 분말의 함유량은, 1 체적％ 이상, 1.5 체적％ 이상, 특히 2 체적％ 인 것이 바람직하고, 70 체적％ 이하, 50 체적％ 이하, 30 체적％ 이하인 것이 바람직하다. 형광체 분말의 함유량이 지나치게 적으면, 원하는 발광색을 얻기 위해 파장 변환 부재 (1) 의 두께를 두껍게 할 필요가 있으며, 그 결과, 파장 변환 부재 (1) 의 내부 산란이 증가함으로써, 광 취출 효율이 저하되는 경우가 있다. 한편, 형광체 분말의 함유량이 지나치게 많으면, 원하는 발광색을 얻기 위해 파장 변환 부재 (1) 의 두께를 얇게 할 필요가 있기 때문에, 파장 변환 부재 (1) 의 기계적 강도가 저하되는 경우가 있다.
파장 변환 부재 (1) 의 두께는, 0.01 ㎜ 이상, 0.03 ㎜ 이상, 0.05 ㎜ 이상, 0.075 ㎜ 이상, 특히 0.08 ㎜ 이상인 것이 바람직하고, 1 ㎜ 이하, 0.5 ㎜ 이하, 0.35 ㎜ 이하, 0.3 ㎜ 이하, 0.25 ㎜ 이하, 0.15 ㎜ 이하, 특히 0.12 ㎜ 이하인 것이 바람직하다. 파장 변환 부재 (1) 의 두께가 지나치게 두꺼우면, 파장 변환 부재 (1) 에 있어서의 광의 산란이나 흡수가 지나치게 커져서, 광 취출 효율이 낮아지는 경우가 있다. 파장 변환 부재 (1) 의 두께가 지나치게 얇으면, 충분한 발광 강도가 잘 얻어지지 않게 되는 경우가 있다. 또, 파장 변환 부재 (1) 의 기계적 강도가 불충분해지는 경우가 있다.
파장 변환 부재 (1) 의 굴절률 (nd) 은, 1.40 이상, 1.45 이상, 1.50 이상인 것이 바람직하고, 1.90 이하, 1.80 이하, 1.70 이하인 것이 바람직하다. 파장 변환 부재 (1) 의 굴절률이 지나치게 높으면, 파장 변환 부재 (1) 와 광 출사측의 매질 (예를 들어 공기층 (nd ＝ 1.0)) 의 굴절률차가 커짐으로써, 광 출사면 (1b) 에서의 전반사가 발생하기 쉬워, 광 취출 효율이 낮아지는 경우가 있다. 파장 변환 부재 (1) 의 굴절률이 지나치게 낮으면, 발광 소자 (예를 들어 플립 칩 실장형의 LED. 출사면은 사파이어 nd ＝ 1.76) 와의 굴절률차가 커진다. 그 때문에, 파장 변환 부재 (1) 와 발광 소자 사이에 접착제층을 형성하고, 당해 접착제층에 의해 굴절률차를 조정한 경우에도, 발광 소자와 접착제층의 굴절률차 및/또는 접착제층과 파장 변환 부재 (1) 의 굴절률차가 커져 버려, 각각의 계면에서 광 취출 효율이 낮아지는 경우가 있다.
파장 변환 부재 (1) 의 광 출사면 (1b) 에 반사 방지막을 형성해도 된다. 이와 같이 하면, 형광이나 여기광이 광 출사면 (1b) 으로부터 출사될 때, 파장 변환 부재 (1) 와 공기의 굴절률차에서 기인하는 광 취출 효율의 저하를 억제할 수 있다. 반사 방지막으로는, SiO2, Al2O3, TiO2, Nb2O5, Ta2O5 등으로 구성되는 단층 또는 다층의 유전체막을 들 수 있다.
파장 변환 부재 (1) 의 광 입사면 (1a) 에 반사 방지막을 형성해도 된다. 이와 같이 하면, 여기광이 파장 변환 부재 (1) 에 입사될 때, 접착제층과 파장 변환 부재 (1) 의 굴절률차에서 기인하는 여기광 입사 효율의 저하를 억제할 수 있다.
또한, 파장 변환 부재 (1) 가 형광체 유리로 이루어지는 경우, 통상, 파장 변환 부재 (1) 에 있어서의 유리 매트릭스의 굴절률을 고려하여 반사 방지막의 설계를 실시한다. 여기서, 파장 변환 부재 (1) 의 광 출사면 (1b) 에 형광체 분말이 노출되어 있으면, 형광체 분말은 굴절률이 비교적 높기 때문에, 형광체 분말 부분에 형성된 반사 방지막은 적절한 막 설계가 되지는 않아, 충분한 반사 방지 기능이 얻어지지 않을 우려가 있다. 그래서, 파장 변환 부재 (1) 의 광 출사면 (1b) 에, 노출된 형광체 분말이 피복되도록 유리층 (형광체 분말을 함유하지 않는 유리층) 을 형성하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 파장 변환 부재 (1) 의 광 출사면 (1b) 의 굴절률이 균일해져, 반사 방지막에 의한 효과를 높일 수 있다. 또한, 파장 변환 부재 (1) 의 광 입사면 (1a) 에도, 상기 서술한 바와 같이 반사 방지 효과를 높이는 목적을 위해 유리층을 형성하는 것이 바람직하다.
유리층을 구성하는 유리는, 파장 변환 부재 (1) 에 있어서의 유리 매트릭스를 구성하는 유리와 동일한 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 파장 변환 부재 (1) 에 있어서의 유리 매트릭스와 유리층의 굴절률차가 없어져, 양 계면에서의 광 반사 로스를 억제할 수 있다. 또한, 유리층을 형성하는 경우에는, 유리층 표면의 표면 조도가, 상기 서술한 표면 조도 (Raout) 의 범위를 만족하는 것이 바람직하다. 유리층의 두께는 0.003 ∼ 0.1 ㎜, 0.005 ∼ 0.03 ㎜, 특히 0.01 ∼ 0.02 ㎜ 인 것이 바람직하다. 유리층의 두께가 지나치게 작으면, 노출된 형광체 분말을 충분히 피복할 수 없을 우려가 있다. 한편, 유리층의 두께가 지나치게 크면, 여기광이나 형광이 흡수되어 발광 효율이 저하될 우려가 있다.
또한, 파장 변환 부재 (1) 는 형광체 유리로 이루어지는 것 이외에도, YAG 세라믹스 등의 세라믹스로 이루어지는 것이나, 수지 중에 형광체 분말이 분산된 것이어도 된다.
파장 변환 부재 (1) 는 이하와 같이 하여 제조할 수 있다. 먼저, 판상의 파장 변환 부재 전구체를 제조한다. 파장 변환 부재 전구체는, 예를 들어 형광체 분말과 유리 분말의 혼합물의 소결체를 절삭함으로써 제조할 수 있다. 다음으로, 파장 변환 부재 전구체의 양 주면 (主面), 즉 광 입사면 및 광 출사면을 원하는 표면 조도가 되도록 연마함으로써, 파장 변환 부재 (1) 를 얻는다. 여기서, 연마 패드나 연마 지립을 적절히 선택함으로써, 파장 변환 부재 (1) 의 양 주면의 표면 조도를 조정한다. 파장 변환 부재 전구체의 양 주면을 동시에 연마해도 되고, 편면씩 차례로 연마 (광 입사면을 연마한 후 광 출사면을 연마, 혹은, 광 출사면을 연마한 후 광 입사면을 연마) 해도 된다. 예를 들어, 양면 연마기로 파장 변환 부재 (1) 의 양면에 조 (粗) 연마를 실시한 후, 편면 연마기로 광 입사면을 연마하는 방법이나, 편면 연마기로 파장 변환 부재 (1) 의 광 입사면과 광 출사면을, 상이한 연마 지립을 사용하여 편면씩 차례로 연마하는 방법을 들 수 있다.
도 2 는, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 발광 장치를 나타내는 모식적 단면도이다. 발광 장치 (10) 는, 파장 변환 부재 (1) 와 발광 소자 (2) 가 접착제층 (3) 에 의해 접착되어 이루어지는 것이다. 본 실시형태에 있어서, 발광 소자 (2) 는 기판 (4) 상에 설치되어 있다. 또, 파장 변환 부재 (1), 발광 소자 (2) 및 접착제층 (3) 의 주위에는 반사층 (5) 이 배치되어 있다. 반사층 (5) 을 배치함으로써, 여기광 및 형광을 반사하여 외부로 누출되는 것을 억제할 수 있어, 광의 취출 효율을 높일 수 있다. 발광 소자 (2) 는, 평면에서 보아 파장 변환 부재 (1) 와 대략 동일 형상, 동일 면적이다. 단, 파장 변환 부재 (1) 와 발광 소자 (2) 의 형상 및 면적은 상이해도 된다. 예를 들어, 나란히 설치된 복수의 발광 소자 (2) 에 대해, 당해 복수의 발광 소자 (2) 를 덮도록 1 장의 파장 변환 부재 (1) 를 접착해도 된다.
발광 소자 (2) 로는, 예를 들어, 청색광을 발하는 LED 광원이나 LD 광원 등의 광원이 사용된다. 접착제층 (3) 을 구성하는 접착제로는, 예를 들어, 실리콘 수지계, 에폭시 수지계, 비닐계 수지계, 아크릴 수지계 등을 들 수 있다. 접착제층 (3) 을 구성하는 접착제는, 파장 변환 부재 (1) 의 굴절률과 근사한 굴절률인 것이 바람직하다. 그와 같이 하면, 발광 소자 (2) 로부터 발해진 여기광을 효율적으로 파장 변환 부재 (1) 에 입사시킬 수 있다. 기판 (4) 으로는, 예를 들어, 발광 소자 (2) 로부터 발해진 광선을 효율적으로 반사시킬 수 있는 백색의 LTCC (Low Temperature Co-fired Ceramics) 등이 사용된다. 구체적으로는, 산화알루미늄, 산화티탄, 산화니오브 등의 무기 분말과, 유리 분말의 소결체를 들 수 있다. 혹은, 산화알루미늄이나 질화알루미늄 등의 세라믹 기판을 사용할 수 있다. 반사층 (6) 으로는, 수지 조성물 또는 유리 세라믹스를 사용할 수 있다. 수지 조성물로는, 수지와, 세라믹 분말 또는 유리 분말의 혼합물을 사용할 수 있다. 유리 세라믹스로는, LTCC 등을 들 수 있다. 유리 세라믹스의 재료로는, 유리 분말 및 세라믹스 분말의 혼합 분말, 또는 결정성 유리 분말을 사용할 수 있다.
실시예
이하에 본 발명의 파장 변환 부재를 실시예에 의해 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다.
표 1 은 실시예 1, 2 및 비교예 1 ∼ 3 을 나타낸다.
Figure 112019075464516-pct00001
붕규산염계 유리 분말 (평균 입자경 D50 : 2 ㎛, 연화점 850 ℃) 에 YAG 형광체 분말 (평균 입자경 D50 : 15 ㎛) 을 혼합하여 혼합 분말을 얻었다. YAG 형광체 분말의 함유량은 혼합 분말 중에 8.3 체적％ 로 하였다. 혼합 분말을 금형으로 가압 성형하고, 연화점 부근에서 소성함으로써 소결체를 얻었다. 얻어진 소결체를 절삭함으로써 30 ㎜ × 30 ㎜ × 0.3 ㎜ 의 판상의 파장 변환 부재 전구체를 얻었다. 파장 변환 부재 전구체에 대해, 광 입사면 및 광 출사면을 각각 소정의 표면 조도가 되도록, 편면 연마기를 사용하여, 연마 지립을 편면마다 바꾸어 연마함으로써 파장 변환 부재를 제조하였다. 얻어진 파장 변환 부재를 외형 치수 1 ㎜ × 1 ㎜ 로 절단하여 소편의 파장 변환 부재를 얻었다.
얻어진 소편의 파장 변환 부재에 대해, 이하와 같이 하여 광속값 (光束値) 을 측정하였다. 여기 파장 450 ㎚ 의 LED 칩 표면에 실리콘 수지를 도포하고, 소편의 파장 변환 부재를 접착시키고, LED 칩 및 소편의 파장 변환 부재의 외주부에 고반사성의 실리콘 수지를 도포하여 측정용 샘플을 얻었다. 소편의 파장 변환 부재의 광 출사면으로부터 발해지는 광을 적분구 내부에 도입한 후, 표준 광원에 의해 교정된 분광기로 도광 (導光) 하여, 광의 에너지 분포 스펙트럼을 측정하였다. 얻어진 에너지 분포 스펙트럼으로부터 광속값을 산출하였다. 또한 표 1 의 광속값은, 실시예 1 의 광속값을 1 로 한 상대값으로 나타내고 있다.
표 1 에 나타내는 바와 같이, 실시예 1, 2 의 파장 변환 부재는 상대 광속값이 0.99 이상이었던 것에 반해, 비교예 1 ∼ 3 의 파장 변환 부재는 상대 광속값이 0.95 이하로 열등하였다.
1 : 파장 변환 부재
1a : 광 입사면
1b : 광 출사면
2 : 발광 소자
3 : 접착제층
10 : 발광 장치

Claims (7)

  1. 형광체를 함유하는 판상의 파장 변환 부재로서,
    광 입사면과, 상기 광 입사면과 대향하는 광 출사면을 갖고,
    상기 광 입사면의 표면 조도를 Rain, 상기 광 출사면의 표면 조도를 Raout 으로 한 경우, Rain 이 0.01 ∼ 0.05 ㎛, 또한, Raout － Rain 이 0.01 ∼ 0.2 ㎛ 인 것을 특징으로 하는 파장 변환 부재.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광 출사면의 표면 조도 (Raout) 가 0.06 ㎛ 이상인 것을 특징으로 하는 파장 변환 부재.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    유리 매트릭스 중에 형광체 분말이 분산되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 파장 변환 부재.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    두께가 0.01 ∼ 1 ㎜ 인 것을 특징으로 하는 파장 변환 부재.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 파장 변환 부재와,
    상기 파장 변환 부재에 여기광을 조사하는 발광 소자를 구비하는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 파장 변환 부재에 있어서의 상기 광 입사면과, 상기 발광 소자가 접착제층에 의해 접착되어 있는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 파장 변환 부재와 상기 발광 소자의 주위에 반사층이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
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