KR20190034143A - 파장 변환 부재 및 그 제조 방법 - Google Patents

파장 변환 부재 및 그 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20190034143A
KR20190034143A KR1020187032718A KR20187032718A KR20190034143A KR 20190034143 A KR20190034143 A KR 20190034143A KR 1020187032718 A KR1020187032718 A KR 1020187032718A KR 20187032718 A KR20187032718 A KR 20187032718A KR 20190034143 A KR20190034143 A KR 20190034143A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
phosphor particles
concentration
main surface
wavelength converting
converting member
Prior art date
Application number
KR1020187032718A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102318702B1 (ko
Inventor
히로유키 시미즈
히데키 아사노
다카시 무라타
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 KR20190034143A publication Critical patent/KR20190034143A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102318702B1 publication Critical patent/KR102318702B1/ko

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/20Filters
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B17/00Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B23/00Re-forming shaped glass
    • C03B23/20Uniting glass pieces by fusing without substantial reshaping
    • C03B23/203Uniting glass sheets
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL 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
    • C03C14/00Glass compositions containing a non-glass component, e.g. compositions containing fibres, filaments, whiskers, platelets, or the like, dispersed in a glass matrix
    • C03C14/006Glass 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
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL 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
    • C03C3/00Glass compositions
    • C03C3/04Glass compositions containing silica
    • C03C3/076Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/089Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL 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
    • C03C3/00Glass compositions
    • C03C3/12Silica-free oxide glass compositions
    • C03C3/16Silica-free oxide glass compositions containing phosphorus
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL 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
    • C03C4/00Compositions for glass with special properties
    • C03C4/12Compositions for glass with special properties for luminescent glass; for fluorescent glass
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V9/00Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters
    • F21V9/08Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters for producing coloured light, e.g. monochromatic; for reducing intensity of light
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor 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
    • H01L33/48Semiconductor 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
    • H01L33/50Wavelength conversion elements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor 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
    • H01L33/48Semiconductor 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
    • H01L33/50Wavelength conversion elements
    • H01L33/501Wavelength conversion elements characterised by the materials, e.g. binder
    • H01L33/502Wavelength conversion materials
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor 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
    • H01L33/48Semiconductor 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
    • H01L33/50Wavelength conversion elements
    • H01L33/505Wavelength conversion elements characterised by the shape, e.g. plate or foil
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor 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
    • H01L33/48Semiconductor 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
    • H01L33/50Wavelength conversion elements
    • H01L33/508Wavelength conversion elements having a non-uniform spatial arrangement or non-uniform concentration, e.g. patterned wavelength conversion layer, wavelength conversion layer with a concentration gradient of the wavelength conversion material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2250/00Layers arrangement
    • B32B2250/022 layers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL 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
    • C03C19/00Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by mechanical means
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL 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
    • C03C2204/00Glasses, glazes or enamels with special properties
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL 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
    • C03C2214/00Nature of the non-vitreous component
    • C03C2214/16Microcrystallites, e.g. of optically or electrically active material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL 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
    • C03C2214/00Nature of the non-vitreous component
    • C03C2214/30Methods of making the composites
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0008Processes
    • H01L2933/0033Processes relating to semiconductor body packages
    • H01L2933/0041Processes relating to semiconductor body packages relating to wavelength conversion elements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor 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
    • H01L33/48Semiconductor 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
    • H01L33/50Wavelength conversion elements
    • H01L33/501Wavelength conversion elements characterised by the materials, e.g. binder

Landscapes

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

Abstract

색도를 용이하게 조정할 수 있고, 생산성을 높일 수 있는, 파장 변환 부재 및 그 제조 방법을 제공한다. 서로 대향하는 제 1 주면 (1a) 및 제 2 주면 (1b) 을 갖는 파장 변환 부재 (1) 로서, 유리 매트릭스 (2) 와, 유리 매트릭스 (2) 중에 배치되어 있는 형광체 입자 (3) 를 구비하고, 제 1 주면 (1a) 및 제 2 주면 (1b) 에 있어서의 형광체 입자 (3) 의 농도가, 제 1 주면 (1a) 및 제 2 주면 (1b) 으로부터 20 ㎛ 내측의 표층 바닥면 (1c, 1d) 에 있어서의 형광체 입자 (3) 의 농도보다 높은 것을 특징으로 하고 있다.

Description

파장 변환 부재 및 그 제조 방법
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 그 제조 방법에 관한 것이다.
최근, 형광 램프나 백열등을 대신하는 차세대의 광원으로서, LED 나 LD 를 사용한 발광 디바이스 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 디바이스가 개시되어 있다. 이 발광 디바이스는, LED 로부터 출사된 청색광과 파장 변환 부재로부터 출사된 황색광의 합성광인 백색광을 발한다. 특허문헌 1 에는, 파장 변환 부재의 일례로서 유리 매트릭스 중에 형광체 분말을 분산시킨 파장 변환 부재가 제안되어 있다.
일본 공개특허공보 2003-258308호
특허문헌 1 와 같은 파장 변환 부재는, 유리 매트릭스 중에 형광체 분말이 분산되어 이루어지는 유리 모재를 연마하여 두께를 얇게 함으로써 제작되고 있다. 그러나, 원하는 색도의 파장 변환 부재를 얻기 위한 유리 모재의 연삭량이 많아져, 생산성을 충분히 높이지 못하는 경우가 있었다.
본 발명의 목적은, 색도를 용이하게 조정할 수 있고, 생산성을 높일 수 있는, 파장 변환 부재 및 그 제조 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명에 관련된 파장 변환 부재는, 서로 대향하는 제 1 주면 및 제 2 주면을 갖는 파장 변환 부재로서, 유리 매트릭스와 유리 매트릭스 중에 배치되어 있는 형광체 입자를 구비하고, 제 1 주면 및 제 2 주면에 있어서의 형광체 입자의 농도가, 제 1 주면 및 제 2 주면으로부터 20 ㎛ 내측에 있어서의 형광체 입자의 농도보다 높은 것을 특징으로 하고 있다.
제 1 주면과 제 2 주면 사이의 중앙부에 있어서의 형광체 입자의 농도가 낮고, 제 1 주면 및 제 2 주면을 향함에 따라 형광체 입자의 농도가 높아지고 있는 것이 바람직하다.
본 발명에 관련된 파장 변환 부재의 제조 방법은, 본 발명에 따라 구성된 파장 변환 부재의 제조 방법으로서, 유리 매트릭스가 되는 유리 입자와, 형광체 입자를 함유하는 슬러리를 조제하는 공정과, 슬러리를 기재에 도포하여 건조시키고, 건조가 완료될 때까지의 사이에 형광체 입자를 하방으로 침강시킴으로써, 하면에 있어서의 형광체 입자의 농도가 상면에 있어서의 형광체 입자의 농도보다 높은, 제 1, 제 2 그린 시트를 얻는 공정과, 상면끼리를 중첩하도록, 제 1, 제 2 그린 시트를 적층하고, 일체화하여 소성하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 한다.
파장 변환 부재의 제 1 주면 및/또는 제 2 주면을 연마하는 공정을 추가로 구비하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 색도를 용이하게 조정할 수 있고, 생산성을 높일 수 있는, 파장 변환 부재 및 그 제조 방법을 제공할 수 있다.
도 1 은, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 파장 변환 부재의 모식적 정면 단면도이다.
도 2 는, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 파장 변환 부재의 제 1 주면에 있어서의 형광체 입자의 농도를 나타내는 모식적 평면도이다.
도 3 은, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 파장 변환 부재의 제 1 주면으로부터 20 ㎛ 내측의 표층 바닥면에 있어서의 형광체 입자의 농도를 나타내는 모식적 평면 단면도이다.
도 4(a) ∼ (d) 는, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 파장 변환 부재의 제조 방법의 일례를 설명하기 위한 모식적 정면 단면도이다.
도 5 는, 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 파장 변환 부재의 모식적 정면 단면도이다.
이하, 바람직한 실시형태에 대해 설명한다. 단, 이하의 실시형태는 단순한 예시로서, 본 발명은 이하의 실시형태에 한정되는 것이 아니다. 또, 각 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 기능을 갖는 부재는 동일한 부호로 참조하는 경우가 있다.
(제 1 실시형태)
도 1 은, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 파장 변환 부재의 모식적 정면 단면도이다. 도 1 에 나타내는 바와 같이, 파장 변환 부재 (1) 는, 유리 매트릭스 (2) 와, 유리 매트릭스 (2) 중에 배치되어 있는 형광체 입자 (3) 를 구비한다. 파장 변환 부재 (1) 는, 서로 대향하는 제 1, 제 2 주면 (1a, 1b) 을 갖는다.
본 실시형태에 있어서, 제 1 주면 (1a) 은, 여기광을 입사시키는 입사면이다. 여기광의 입사에 의해 형광체 입자 (3) 로부터 형광이 출사된다. 제 2 주면 (1b) 은, 형광 및 여기광을 출사시키는 출사면이다. 또한, 본 실시형태에서는, 제 1 주면 (1a) 과 제 2 주면 (1b) 이 대향하고 있는 방향을 두께 방향으로 한다.
유리 매트릭스 (2) 는, 무기 형광체 등의 형광체 입자 (3) 의 분산매로서 사용할 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 붕규산염계 유리, 인산염계 유리, 주석인산염계 유리, 비스무트산염계 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. 유리 매트릭스 (2) 의 연화점은, 250 ℃ ∼ 1000 ℃ 인 것이 바람직하고, 300 ℃ ∼ 950 ℃ 인 것이 보다 바람직하고, 500 ℃ ∼ 900 ℃ 의 범위 내인 것이 더욱 바람직하다. 유리 매트릭스 (2) 의 연화점이 지나치게 낮으면, 파장 변환 부재 (1) 의 기계적 강도나 화학적 내구성이 저하되는 경우가 있다. 또, 유리 매트릭스 (2) 자체의 내열성이 낮아지기 때문에, 형광체 입자 (3) 로부터 발생하는 열에 의해 연화 변형하는 경우가 있다. 한편, 유리 매트릭스 (2) 의 연화점이 지나치게 높으면, 제조시의 소성 공정에 의해, 형광체 입자 (3) 가 열화되어, 파장 변환 부재 (1) 의 발광 강도가 저하되는 경우가 있다. 또, 유리 매트릭스 (2) 는 무알칼리 유리인 것이 바람직하다. 이로써, 형광체 입자 (3) 의 실활을 억제할 수 있다. 또한, 파장 변환 부재 (1) 의 기계적 강도 및 화학적 내구성을 높이는 관점에서는 유리 매트릭스 (2) 의 연화점은 500 ℃ 이상인 것이 바람직하고, 600 ℃ 이상인 것이 보다 바람직하고, 700 ℃ 이상인 것이 더욱 바람직하고, 800 ℃ 이상인 것이 더욱 바람직하고, 특히 850 ℃ 이상인 것이 바람직하다. 그러한 유리로는, 붕규산염계 유리를 들 수 있다. 단, 유리 매트릭스 (2) 의 연화점이 높아지면, 소성 온도도 높아지고, 결과적으로 제조 비용이 높아지는 경향이 있다. 따라서, 파장 변환 부재 (1) 를 염가로 제조하는 관점에서는, 유리 매트릭스 (2) 의 연화점은 550 ℃ 이하인 것이 바람직하고, 530 ℃ 이하인 것이 보다 바람직하고, 500 ℃ 이하인 것이 더욱 바람직하고, 480 ℃ 이하인 것이 더욱 바람직하고, 특히 460 ℃ 이하인 것이 바람직하다. 그러한 유리로는, 주석인산염계 유리, 비스무트산염계 유리를 들 수 있다.
형광체 입자 (3) 는, 여기광의 입사에 의해 형광을 출사하는 것이면, 특별히 한정되는 것이 아니다. 형광체 입자 (3) 의 구체예로는, 예를 들어, 산화물 형광체, 질화물 형광체, 산질화물 형광체, 염화물 형광체, 산염화물 형광체, 황화물 형광체, 산황화물 형광체, 할로겐화물 형광체, 칼코겐화물 형광체, 알루민산염 형광체, 할로인산염화물 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 입자 (3) 의 평균 입자경은, 1 ㎛ ∼ 50 ㎛ 인 것이 바람직하고, 5 ㎛ ∼ 25 ㎛ 인 것이 보다 바람직하다. 형광체 입자 (3) 의 평균 입자경이 지나치게 작으면, 발광 강도가 저하되는 경우가 있다. 한편, 형광체 입자 (3) 의 평균 입자경이 지나치게 크면, 발광색이 불균질해지는 경우가 있다.
유리 매트릭스 (2) 중에서의 형광체 입자 (3) 의 함유량은, 1 ∼ 70 체적% 의 범위 내인 것이 바람직하고, 1.5 ∼ 50 체적% 의 범위 내인 것이 보다 바람직하고, 2 ∼ 30 체적% 의 범위 내인 것이 더욱 바람직하다. 형광체 입자 (3) 의 함유량이 지나치게 적으면, 파장 변환 부재 (1) 의 발광 강도가 불충분해지는 경우가 있다. 한편, 형광체 입자 (3) 의 함유량이 지나치게 많으면, 원하는 발광색이 얻어지지 않는 경우가 있다. 또, 파장 변환 부재 (1) 의 기계적 강도가 저하되는 경우가 있다.
파장 변환 부재 (1) 의 두께는, 0.01 ㎜ ∼ 1 ㎜ 의 범위 내인 것이 바람직하고, 0.03 ㎜ ∼ 0.5 ㎜ 의 범위 내인 것이 보다 바람직하고, 0.05 ㎜ ∼ 0.35 ㎜ 의 범위 내인 것이 더욱 바람직하고, 0.075 ㎜ ∼ 0.3 ㎜ 의 범위 내인 것이 특히 바람직하고, 0.1 ㎜ ∼ 0.25 ㎜ 의 범위 내인 것이 가장 바람직하다. 파장 변환 부재 (1) 의 두께가 지나치게 두꺼우면, 파장 변환 부재 (1) 에 있어서의 광의 산란이나 흡수가 지나치게 커져, 형광의 출사 효율이 낮아지는 경우가 있다. 파장 변환 부재 (1) 의 두께가 지나치게 얇으면, 충분한 발광 강도가 잘 얻어지지 않는 경우가 있다. 또, 파장 변환 부재 (1) 의 기계적 강도가 불충분해지는 경우가 있다.
본 실시형태의 특징은, 제 1 주면 (1a) 및 제 2 주면 (1b) 에 있어서의 형광체 입자 (3) 의 농도가, 제 1 주면 (1a) 및 제 2 주면 (1b) 으로부터 20 ㎛ 내측에 있어서의 형광체 입자 (3) 의 농도보다 높은 것에 있다. 이하, 본 실시형태의 특징에 대해, 도 1 ∼ 도 3 을 참조하여 설명한다.
도 1 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에서는, 제 1 주면 (1a) 으로부터 20 ㎛ 내측의 면을 표층 바닥면 (1c) 으로 한다. 동일하게, 제 2 주면 (1b) 으로부터 20 ㎛ 내측의 면을 표층 바닥면 (1d) 으로 한다. 제 1 주면 (1a) 에서 표층 바닥면 (1c) 까지의 영역 및 제 2 주면 (1b) 에서 표층 바닥면 (1d) 까지의 영역이, 본 실시형태에 있어서의 표층 (B) 이다. 또, 표층 바닥면 (1c) 과 표층 바닥면 (1d) 사이의 영역이, 본 실시형태에 있어서의 중앙부 (A) 이다.
도 2 는, 제 1 주면 (1a) 에 있어서의 형광체 입자 (3) 의 농도를 나타내는 모식적 평면도이다. 도 3 은, 제 1 주면 (1a) 으로부터 20 ㎛ 내측의 표층 바닥면 (1c) 에 있어서의 형광체 입자 (3) 의 농도를 나타내는 모식적 평면 단면도이다. 도 2 및 도 3 에 나타내는 바와 같이, 제 1 주면 (1a) 에 있어서의 형광체 입자 (3) 의 면적 점유율은, 표층 바닥면 (1c) 에 있어서의 형광체 입자 (3) 의 면적 점유율보다 커져 있다. 따라서, 제 1 주면 (1a) 에 있어서의 형광체 입자 (3) 의 농도는, 제 1 주면 (1a) 으로부터 20 ㎛ 내측의 표층 바닥면 (1c) 에 있어서의 형광체 입자 (3) 의 농도보다 높아져 있다.
동일하게, 제 2 주면 (1b) 측에 있어서도, 제 2 주면 (1b) 에 있어서의 형광체 입자 (3) 의 면적 점유율은, 표층 바닥면 (1d) 에 있어서의 형광체 입자 (3) 의 면적 점유율보다 커져 있다. 따라서, 제 2 주면 (1b) 에 있어서의 형광체 입자 (3) 의 농도는, 제 2 주면 (1b) 으로부터 20 ㎛ 내측의 표층 바닥면 (1d) 에 있어서의 형광체 입자 (3) 의 농도보다 높아져 있다.
제 1 주면 (1a) 및 제 2 주면 (1b) 에 있어서의 형광체 입자 (3) 의 면적 점유율은, 표층 바닥면 (1c) 및 표층 바닥면 (1d) 에 있어서의 형광체 입자 (3) 의 면적 점유율의 140 % 이상인 것이 바람직하고, 160 % 이상인 것이 보다 바람직하고, 200 % 이상인 것이 더욱 바람직하고, 1000 % 이하인 것이 바람직하고, 500 % 이하인 것이 보다 바람직하고, 330 % 이하인 것이 더욱 바람직하다. 당해 면적 점유율이 지나치게 작으면, 연마했을 때의 색도 변화량이 지나치게 작아, 생산 효율이 저하되는 경향이 있다. 한편, 당해 면적 점유율이 지나치게 크면, 연마했을 때의 색도 변화량이 지나치게 커, 색도 조정을 고정밀도로 실시하는 것이 곤란해진다.
또한, 면적 점유율은 각 주면 및 각 표층 바닥면의 SEM (주사형 전자 현미경) 화상을 2 치화하고, 단위면적당에 차지하는 형광체 입자 부분의 면적 비율에 의해 산출한다. 표층 바닥면에 대해서는, 주면을 연마함으로써 표층 바닥면을 노출시킨 상태에서 화상을 촬영한다.
본 실시형태에서는, 제 1 주면 (1a) 과 제 2 주면 (1b) 사이의 중앙부 (A) 에 있어서의 형광체 입자 (3) 의 농도가 낮고, 제 1 주면 (1a) 및 제 2 주면 (1b) 을 향함에 따라 형광체 입자 (3) 의 농도가 높아지고 있다. 본 실시형태의 파장 변환 부재 (1) 는, 보다 상세하게는, 중앙부 (A) 의 중심부로부터, 제 1 주면 (1a) 및 제 2 주면 (1b) 을 향함에 따라 형광체 입자 (3) 의 농도가 서서히 높아지는 농도 구배를 갖고 있다. 따라서, 표층 (B) 도, 제 1 주면 (1a) 및 제 2 주면 (1b) 을 향함에 따라 형광체 입자 (3) 의 농도가 서서히 높아지는 농도 구배를 갖고 있다. 또한, 도 1 에 있어서, 중앙부 (A) 에 형광체 입자 (3) 가 도시되어 있지 않지만, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 중앙부 (A) 에도 형광체 입자 (3) 가 함유되어 있어도 된다. 도 1 에 있어서는, 표층 (B) 에 있어서의 형광체 입자 (3) 의 농도가 높은 것을 나타내기 때문에, 표층 (B) 에만 형광체 입자 (3) 를 도시하고 있다.
파장 변환 부재 (1) 는, 입사한 여기광의 파장을 변환하여 형광을 출사하는 목적으로 사용된다. 백색광의 발광 디바이스의 경우에는, 예를 들어 LED 등의 광원으로부터의 여기광인 청색광과, 형광인 황색광의 합성광으로서의 백색광이 파장 변환 부재 (1) 로부터 출사된다. 파장 변환 부재 (1) 로부터 출사되는 광의 색도의 조정은, 일반적으로, 파장 변환 부재 (1) 의 제 1 주면 (1a) 및 제 2 주면 (1b) 의 적어도 일방을 연마하고, 파장 변환 부재 (1) 의 두께를 얇게 함으로써 조정된다. 파장 변환 부재 (1) 의 두께를 얇게 함으로써, 파장 변환 부재 (1) 로부터 출사하는 형광의 비율을 적게 하고, 파장 변환 부재 (1) 를 투과하는 여기광의 비율을 많게 할 수 있다. 파장 변환 부재 (1) 의 두께의 조정은, 일반적으로 표층 (B) 의 영역 내에서 연마함으로써 실시된다.
본 실시형태에 있어서는, 제 1 주면 (1a) 및 제 2 주면 (1b) 에 있어서의 형광체 입자 (3) 의 농도는, 표층 바닥면 (1c) 및 표층 바닥면 (1d) 에 있어서의 형광체 입자 (3) 의 농도보다 높아져 있다. 그 때문에, 제 1 주면 (1a) 또는 제 2 주면 (1b) 을 연마하는 것에 의한 두께의 변화에 대한 색도의 변화가 크다. 즉, 연마에 의한 연삭량이 적은 경우에 있어서도, 색도를 크게 변화시킬 수 있고, 색도를 용이하게 조정할 수 있다. 따라서, 본 실시형태에 의하면, 색도를 용이하게 조정할 수 있고, 생산성을 높일 수 있다.
이하에 있어서, 파장 변환 부재 (1) 의 제조 방법의 일례에 대해 설명한다.
(파장 변환 부재의 제조 방법)
도 4(a) ∼ (d) 는, 제 1 실시형태에 관련된 파장 변환 부재의 제조 방법의 일례를 설명하기 위한 모식적 정면 단면도이다.
파장 변환 부재 (1) 의 제조 방법에서는, 먼저, 유리 매트릭스가 되는 유리 입자와, 형광체 입자와, 바인더 수지나 용제 등의 유기 성분을 함유하는 슬러리를 조제한다. 다음으로, 도 4(a) 에 나타내는 바와 같이, 슬러리 (4) 를, 기재인 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 수지 필름 (6) 상에 닥터 블레이드법 등에 의해 도포한다.
다음으로, 슬러리 (4) 를 건조시킨다. 이 때, 슬러리 (4) 의 건조가 완료될 때까지의 사이에, 형광체 입자 (3) 를 하방으로 침강시킨다. 이로써, 도 4(b) 에 나타내는, 하면 (5Ab) 에 있어서의 형광체 입자 (3) 의 농도가 상면 (5Aa) 에 있어서의 형광체 입자 (3) 의 농도보다 높은, 제 1 그린 시트 (5A) 를 얻는다.
또한, 슬러리 (4) 의 유리 입자의 밀도는, 형광체 입자 (3) 의 밀도보다 작다. 그것에 의해, 형광체 입자 (3) 를 바람직하게 침강시킬 수 있다. 따라서, 제 1 그린 시트 (5A) 에 있어서, 보다 확실하게 상기와 같은 형광체 입자 (3) 의 농도 분포로 할 수 있다.
한편, 도 4(a) 및 도 4(b) 에 나타낸 공정과 동일한 방법에 의해, 도 4(c) 에 나타내는 제 2 그린 시트 (5B) 를 얻는다. 제 2 그린 시트 (5B) 나, 하면 (5Bb) 에 있어서의 형광체 입자 (3) 의 농도는 상면 (5Ba) 에 있어서의 형광체 입자 (3) 의 농도보다 높다.
다음으로, 도 4(c) 에 나타내는 바와 같이, 상면 (5Aa, 5Ba) 끼리를 중첩하도록, 제 1, 제 2 그린 시트 (5A, 5B) 를 적층한다. 다음으로, 제 1, 제 2 그린 시트 (5A, 5B) 의 열압착을 실시하고, 일체화하여 소성을 실시한다. 이로써, 도 4(d) 에 나타내는 파장 변환 부재 (1A) 를 제작한다.
또한, 파장 변환 부재 (1A) 의 제 1 주면 (1a) 및 제 2 주면 (1b), 또는 어느 일방을 연마함으로써, 파장 변환 부재 (1A) 의 색도 조정을 실시해도 된다. 또한, 제 1 실시형태에 있어서는, 제 1, 제 2 주면 (1a, 1b) 을 연마하고, 도 1 에 나타낸 파장 변환 부재 (1) 를 얻는다. 연마의 방법으로는, 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 랩 연마나, 경면 연마에 의해 실시할 수 있다. 랩 연마는 경면 연마보다 연마 속도가 빠르다는 이점이 있다. 한편, 경면 연마는 랩 연마보다 연마면 정밀도를 높이는 것이 가능하다. 파장 변환 부재 (1A) 의 두께와 색도에는 상관 관계가 있으므로, 미리 이 상관 관계를 구해둠으로써, 원하는 색도를 얻기 위한 파장 변환 부재 (1A) 의 목표 두께를 구할 수 있다. 두께와 색도의 상관 관계는, 예를 들어 목표 색도보다 높은 상태에서 연마를 실시하면서 두께와 색도를 측정함으로써 구할 수 있다. 이 경우, 색도와 두께의 상관 관계를 양호한 정밀도로 얻는 관점에서는, 최종 제품의 마무리면과 동등한 표면 상태 (표면 조도) 가 되는 연마 방법을 채용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 최종 제품의 마무리를 경면 연마에 의해 실시하는 경우에는, 색도와 두께의 상관 관계를 구할 때의 연마 방법도 경면 연마를 채용하는 것이 바람직하다.
(제 2 실시형태)
도 5 는, 제 2 실시형태에 관련된 파장 변환 부재의 모식적 정면 단면도이다. 본 실시형태의 파장 변환 부재 (11) 는, 도 4(c) 에 나타낸 제 1, 제 2 그린 시트 (5A, 5B) 에 더하여, 제 1, 제 2 그린 시트 (5A, 5B) 와 동일한 방법에 의해 제작한 제 3 그린 시트를 추가로 적층하여 제조할 수 있다. 구체적으로는, 제 3 그린 시트에 있어서의, 형광체 입자 (3) 의 농도가 낮은 상면을, 제 1, 제 2 그린 시트 (5A, 5B) 의 적층체에 적층하고, 일체화하여 소성함으로써 제조할 수 있다.
본 실시형태에 있어서도, 제 1 주면 (11a) 및 제 2 주면 (11b) 에 있어서의 형광체 입자 (3) 의 농도는, 표층 바닥면 (11c) 및 표층 바닥면 (11d) 에 있어서의 형광체 입자 (3) 의 농도보다 높아져 있다. 그 때문에, 제 1 주면 (11a) 또는 제 2 주면 (11b) 의 연마에 의한 연삭량이 적은 경우에 있어서도, 색도를 크게 변화시킬 수 있다. 따라서, 색도를 용이하게 조정할 수 있고, 생산성을 높일 수 있다.
1, 1A : 파장 변환 부재
1a, 1b : 제 1, 제 2 주면
1c, 1d : 표층 바닥면
2 : 유리 매트릭스
3 : 형광체 입자
4 : 슬러리
5A : 제 1 그린 시트
5Aa : 상면
5Ab : 하면
5B : 제 2 그린 시트
5Ba : 상면
5Bb : 하면
6 : 수지 필름
11 : 파장 변환 부재
11a, 11b : 제 1, 제 2 주면
11c, 11d : 표층 바닥면
A : 중앙부
B : 표층

Claims (4)

  1. 서로 대향하는 제 1 주면 및 제 2 주면을 갖는 파장 변환 부재로서,
    유리 매트릭스와,
    상기 유리 매트릭스 중에 배치되어 있는 형광체 입자를 구비하고,
    상기 제 1 주면 및 상기 제 2 주면에 있어서의 상기 형광체 입자의 농도가, 상기 제 1 주면 및 상기 제 2 주면으로부터 20 ㎛ 내측에 있어서의 상기 형광체 입자의 농도보다 높은, 파장 변환 부재.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 주면과 상기 제 2 주면 사이의 중앙부에 있어서의 상기 형광체 입자의 농도가 낮고, 상기 제 1 주면 및 상기 제 2 주면을 향함에 따라 상기 형광체 입자의 농도가 높아지고 있는, 파장 변환 부재.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 파장 변환 부재를 제조하는 방법으로서,
    상기 유리 매트릭스가 되는 유리 입자와, 상기 형광체 입자를 함유하는 슬러리를 조제하는 공정과,
    상기 슬러리를 기재에 도포하여 건조시키고, 건조가 완료될 때까지의 사이에 상기 형광체 입자를 하방으로 침강시킴으로써, 하면에 있어서의 상기 형광체 입자의 농도가 상면에 있어서의 상기 형광체 입자의 농도보다 높은, 제 1, 제 2 그린 시트를 얻는 공정과,
    상기 상면끼리를 중첩하도록, 상기 제 1, 제 2 그린 시트를 적층하고, 일체화하여 소성하는 공정을 구비하는, 파장 변환 부재의 제조 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 파장 변환 부재의 상기 제 1 주면 및/또는 상기 제 2 주면을 연마하는 공정을 추가로 구비하는, 파장 변환 부재의 제조 방법.
KR1020187032718A 2016-08-05 2017-07-21 파장 변환 부재 및 그 제조 방법 KR102318702B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016154559A JP6686780B2 (ja) 2016-08-05 2016-08-05 波長変換部材及びその製造方法
JPJP-P-2016-154559 2016-08-05
PCT/JP2017/026510 WO2018025671A1 (ja) 2016-08-05 2017-07-21 波長変換部材及びその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190034143A true KR20190034143A (ko) 2019-04-01
KR102318702B1 KR102318702B1 (ko) 2021-10-27

Family

ID=61072698

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020187032718A KR102318702B1 (ko) 2016-08-05 2017-07-21 파장 변환 부재 및 그 제조 방법

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11180409B2 (ko)
EP (1) EP3495857B1 (ko)
JP (1) JP6686780B2 (ko)
KR (1) KR102318702B1 (ko)
CN (1) CN109564309B (ko)
WO (1) WO2018025671A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018128753A1 (de) * 2018-11-15 2020-05-20 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur herstellung eines konversionselements, konversionselement und strahlungsemittierendes bauelement

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003258308A (ja) 2002-03-06 2003-09-12 Nippon Electric Glass Co Ltd 発光色変換部材
JP2009025774A (ja) * 2007-07-24 2009-02-05 Toppan Printing Co Ltd レンズシート、ディスプレイ用光学シート及びそれを用いたバックライトユニット、ディスプレイ装置
JP2014015359A (ja) * 2012-07-10 2014-01-30 Nippon Electric Glass Co Ltd 波長変換部材の製造方法、波長変換部材及び発光デバイス
WO2015098602A1 (ja) * 2013-12-27 2015-07-02 日本電気硝子株式会社 プロジェクター用蛍光ホイール、その製造方法及びプロジェクター用発光デバイス
KR20150092213A (ko) * 2013-12-26 2015-08-12 신에쯔 세끼에이 가부시키가이샤 파장 변환용 석영 유리 부재 및 그 제조 방법

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4292794B2 (ja) * 2002-12-04 2009-07-08 日亜化学工業株式会社 発光装置、発光装置の製造方法および発光装置の色度調整方法
DE10361661A1 (de) 2003-07-14 2005-03-17 Osram Opto Semiconductors Gmbh Licht emittierendes Bauelement mit einem Lumineszenz-Konversionselement
JP2006093399A (ja) * 2004-09-24 2006-04-06 Kyocera Corp 発光装置およびその製造方法ならびに照明装置
JP2007250629A (ja) * 2006-03-14 2007-09-27 Toshiba Corp 発光装置及びその製造方法、並びに蛍光パターン形成物
DE102010048162A1 (de) 2010-10-11 2012-04-12 Osram Opto Semiconductors Gmbh Konversionsbauteil
JP2014041993A (ja) * 2012-07-24 2014-03-06 Toyoda Gosei Co Ltd 発光装置及びその製造方法
EP3030626A2 (en) 2013-08-05 2016-06-15 Corning Incorporated Luminescent coatings and devices
JP6394144B2 (ja) * 2013-11-08 2018-09-26 日本電気硝子株式会社 プロジェクター用蛍光ホイール及びプロジェクター用発光デバイス
CN104953014B (zh) 2014-03-28 2019-01-29 深圳光峰科技股份有限公司 一种多层结构玻璃荧光粉片及其制备方法及发光装置
US9466771B2 (en) * 2014-07-23 2016-10-11 Osram Sylvania Inc. Wavelength converters and methods for making the same
JP2016099558A (ja) * 2014-11-25 2016-05-30 セイコーエプソン株式会社 波長変換素子、光源装置、プロジェクターおよび波長変換素子の製造方法
JP6183486B2 (ja) * 2015-05-29 2017-08-23 日亜化学工業株式会社 発光装置、被覆部材の製造方法及び発光装置の製造方法
CN106206912B (zh) 2015-05-29 2020-08-07 日亚化学工业株式会社 发光装置、覆盖部件的制造方法及发光装置的制造方法
JP6790563B2 (ja) * 2016-08-05 2020-11-25 日本電気硝子株式会社 波長変換部材の製造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003258308A (ja) 2002-03-06 2003-09-12 Nippon Electric Glass Co Ltd 発光色変換部材
JP2009025774A (ja) * 2007-07-24 2009-02-05 Toppan Printing Co Ltd レンズシート、ディスプレイ用光学シート及びそれを用いたバックライトユニット、ディスプレイ装置
JP2014015359A (ja) * 2012-07-10 2014-01-30 Nippon Electric Glass Co Ltd 波長変換部材の製造方法、波長変換部材及び発光デバイス
KR20150092213A (ko) * 2013-12-26 2015-08-12 신에쯔 세끼에이 가부시키가이샤 파장 변환용 석영 유리 부재 및 그 제조 방법
WO2015098602A1 (ja) * 2013-12-27 2015-07-02 日本電気硝子株式会社 プロジェクター用蛍光ホイール、その製造方法及びプロジェクター用発光デバイス

Also Published As

Publication number Publication date
KR102318702B1 (ko) 2021-10-27
EP3495857A4 (en) 2020-04-01
EP3495857A1 (en) 2019-06-12
CN109564309B (zh) 2022-04-22
US11180409B2 (en) 2021-11-23
WO2018025671A1 (ja) 2018-02-08
EP3495857B1 (en) 2021-09-15
CN109564309A (zh) 2019-04-02
JP2018021155A (ja) 2018-02-08
JP6686780B2 (ja) 2020-04-22
US20210284568A1 (en) 2021-09-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109564308B (zh) 波长变换部件及其制造方法
US20200243726A1 (en) Wavelength conversion member and light emitting device
KR102362017B1 (ko) 파장 변환 부재의 제조 방법
JP2018077324A (ja) 波長変換部材及び発光装置
US11180409B2 (en) Wavelength conversion member and production method therefor
US10636947B2 (en) Wavelength conversion member and production method therefor
KR102621944B1 (ko) 파장 변환 부재 및 발광 장치
JP2019028096A (ja) 波長変換部材
JP2018013681A (ja) 波長変換部材及び発光デバイス
JP2018049185A (ja) 波長変換部材及び発光装置
JP2019045609A (ja) 波長変換部材

Legal Events

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