[go: up one dir, main page]

CN105637659B - 波长转换部件和发光器件 - Google Patents

波长转换部件和发光器件 Download PDF

Info

Publication number
CN105637659B
CN105637659B CN201480056307.1A CN201480056307A CN105637659B CN 105637659 B CN105637659 B CN 105637659B CN 201480056307 A CN201480056307 A CN 201480056307A CN 105637659 B CN105637659 B CN 105637659B
Authority
CN
China
Prior art keywords
powder
glass
wavelength
wavelength conversion
light
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
Application number
CN201480056307.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105637659A (zh
Inventor
藤田直树
岩尾克
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Electric Glass Co Ltd
Original Assignee
Nippon Electric Glass Co Ltd
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 Nippon Electric Glass Co Ltd filed Critical Nippon Electric Glass Co Ltd
Publication of CN105637659A publication Critical patent/CN105637659A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105637659B publication Critical patent/CN105637659B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B19/00—Other methods of shaping glass
    • C03B19/06—Other methods of shaping glass by sintering, e.g. by cold isostatic pressing of powders and subsequent sintering, by hot pressing of powders, by sintering slurries or dispersions not undergoing a liquid phase reaction
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80—Constructional details
    • H10H20/85—Packages
    • H10H20/851—Wavelength conversion means
    • H10H20/8511—Wavelength conversion means characterised by their material, e.g. binder
    • H10H20/8512—Wavelength conversion 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
    • C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7728—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing europium
    • C09K11/77347—Silicon Nitrides or Silicon Oxynitrides
    • 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
    • C03C14/004—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 particles or flakes
    • 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
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/062—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight
    • C03C3/064—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight containing boron
    • C03C3/066—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight containing boron containing zinc
    • 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
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/062—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight
    • C03C3/064—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight containing boron
    • C03C3/068—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight containing boron containing rare earths
    • 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
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/095—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing rare earths
    • 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
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/097—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing phosphorus, niobium or tantalum
    • 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
    • C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7728—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing europium
    • C09K11/77348—Silicon Aluminium Nitrides or Silicon Aluminium Oxynitrides
    • 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
    • C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7766—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing two or more rare earth metals
    • C09K11/7774—Aluminates
    • 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
    • C09K11/0883—Arsenides; Nitrides; Phosphides

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)
  • Luminescent Compositions (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)

Abstract

本发明提供在照射LED或LD的光的情况下、经时的发光强度的降低少的波长转换部件，该波长转换部件的特征在于：包含混合粉末的烧结体，该混合粉末含有(a)作为玻璃组成含有碱金属元素和多价元素的玻璃粉末与(b)无机荧光体粉末。

Description

波长转换部件和发光器件
技术领域
本发明涉及将发光二极管(LED：Light Emitting Diode)或激光二极管(LD：LaserDiode)等发出的光的波长转换为其它波长的波长转换部件。
近年来，作为代替荧光灯和白炽灯的下一代光源，从低消耗电力、小型轻量、光量调节容易的观点出发，对使用LED或LD的光源的关注在提高。作为这样的下一代光源的一个例子，例如在专利文献1中公开有在射出蓝色光的LED上配置有吸收来自LED的光的一部分并将其转换为黄色光的波长转换部件的光源。该光源发出作为从LED射出的蓝色光和从波长转换部件射出的黄色光的合成光的白色光。
作为波长转换部件，历来使用使无机荧光体粉末分散于树脂基质中而得到的部件。但是，在使用该波长转换部件的情况下，存在树脂由于来自LED的光而劣化，光源的亮度容易变低的问题。特别是存在模树脂由于LED发出的热和高能的短波长(蓝色～紫外)光而劣化，发生变色和变形的问题。
因此，提案有由代替树脂而在玻璃基质中分散固定无机荧光体粉末而得到的完全无机固体构成的波长转换部件(例如，参照专利文献2和3)。该波长转换部件具有成为基料的玻璃不易由于LED芯片的热和照射光而劣化、不易发生变色和变形的问题的特征。
但是，上述波长转换部件存在无机荧光体粉末由于制造时的烧制而劣化、容易发生亮度变差的问题。特别是在普通照明、特殊照明等用途中，由于要求高的现色性，所以需要使用红色或绿色等耐热性比较低的无机荧光体粉末，存在无机荧光体粉末的劣化变得显著的倾向。因此，提案有通过使玻璃粉末组成中含有碱金属元素，使软化点降低的波长转换部件(例如，参照专利文献4)。该波长转换部件由于能够通过比较低的温度的烧制进行制造所以能够抑制烧制时的无机荧光体粉末的劣化。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2000-208815号公报
专利文献2：日本特开2003-258308号公报
专利文献3：日本专利第4895541号公报
专利文献4：日本特开2007-302858号公报
发明内容
发明所要解决的问题
但是，在玻璃基质中含有碱金属元素的上述波长转换部件存在发光强度容易经时(随着时间的推移)而降低的问题。随着近年的LED和LD等光源的进一步的输出增大，发光强度的经时降低的情况变得益发显著。
因此，本发明的目的在于提供在照射LED或LD的光的情况下、经时的发光强度的降低少的波长转换部件。
用于解决问题的方案
本发明的波长转换部件的特征在于：包含混合粉末的烧结体，该混合粉末含有(a)作为玻璃组成含有碱金属元素和多价元素的玻璃粉末与(b)无机荧光体粉末。在本发明中，“多价元素”是指可取多个价数的元素。
如上所述，当对在玻璃基质中含有碱金属元素的波长转换部件照射高输出的LED或LD的光时，存在发光强度经时降低的情况。关于详细原因，本申请的发明人推测如下。
当对在组成中含有碱金属元素的玻璃基质照射激发光时，由于激发光的能量，存在于玻璃基质中的氧离子的最外层的电子被激发，离开氧离子，一部分与玻璃基质中的碱离子结合，形成着色中心(此处，在碱离子脱离之后形成空位)。另一方面，由于电子脱离而生成的空穴在玻璃基质中移动，一部分被在碱离子脱离后形成的空位所捕获而形成着色中心。可以认为在玻璃基质中形成的这些着色中心成为激发光和荧光的吸收源，从而波长转换部件的发光强度降低。
因此，为了抑制上述现象，本发明的波长转换部件在玻璃组成中含有多价元素。当在捕获上述空穴而形成的着色中心的附近存在容易发生价数变化的多价元素的离子时，多价元素离子对空穴提供电子，使该空穴消失。此处，当捕获了电子的着色中心存在于多价元素离子的附近时，多价元素离子从着色中心夺取电子，由此返回初始的电子状态。可以认为其结果是，多价元素离子作为电子的载流子从捕获了电子的着色中心夺取电子，将该电子提供给电子不足的着色中心，进行电子与空穴的再结合。作为结果，能够抑制在玻璃基质中产生的电子与空穴对玻璃基质中的碱离子和空位发挥作用，抑制波长转换部件的经时的发光强度的降低。
在本发明的波长转换部件，优选上述多价元素为选自Ce、As、Mo和W中的至少一种元素。
在本发明的波长转换部件，优选上述玻璃粉末以下述氧化物换算的摩尔％计含有0.1～35％的Li2O+Na2O+K2O。
在本发明的波长转换部件，优选上述玻璃粉末以下述氧化物换算的摩尔％计含有0.001～10％的CeO2+As2O3+MoO2+WO3。
在本发明的波长转换部件，优选上述玻璃粉末以下述氧化物换算的摩尔％计含有30～80％的SiO2、1～40％的B2O3、0.1～35％的Li2O+Na2O+K2O、0.1～45％的MgO+CaO+SrO+BaO和0.001～10％的CeO2+As2O3+MoO2+WO3。
在本发明的波长转换部件，优选上述玻璃粉末以下述氧化物换算的摩尔％计含有30～80％的SiO2、1～55％的B2O3、0～20％的Li2O、0～25％的Na2O、0～25％的K2O、0.1～35％的Li2O+Na2O+K2O和0.001～10％的CeO2+As2O3+MoO2+WO3。
在本发明的波长转换部件，优选上述无机荧光体粉末为选自氮化物荧光体、氮氧化物荧光体、氧化物荧光体、硫化物荧光体、氧硫化物荧光体、卤化物荧光体和铝酸盐荧光体中的至少一种。
本发明的波长转换部件的特征在于：其在包含烧结体的基质中分散无机荧光体粉末而成，该烧结体为作为玻璃组成含有碱金属元素和多价元素的玻璃粉末的烧结体。
本发明的发光器件的特征在于：包括上述任意波长转换部件和向上述波长转换部件照射激发光的光源。
发明的效果
根据本发明，能够提供在照射LED或LD的光的情况下，经时的发光强度的降低少的波长转换部件。
附图说明
图1是表示本发明的发光器件的一个实施方式的示意图。
具体实施方式
本发明的波长转换部件的特征在于：包含混合粉末的烧结体，该混合粉末含有(a)作为玻璃组成含有碱金属元素和多价元素的玻璃粉末与(b)无机荧光体粉末。以下，对各构成成分进行详细说明。
玻璃粉末在本发明的波长转换部件中具有作为用于稳定地保持无机荧光体粉末的介质的作用。此处，根据玻璃粉末的组成，在烧制时与无机荧光体粉末的反应性上存在差别，因此优选选择适于使用的无机荧光体粉末的玻璃组成。
为了使软化点降低，玻璃粉末作为玻璃组成含有碱金属元素(选自Li、Na和K中的至少一种)。具体而言，优选玻璃粉末以下述氧化物换算的摩尔％计含有0.1～35％的Li2O+Na2O+K2O，更优选含有1～25％，进一步优选含有2～20％。如果Li2O+Na2O+K2O的含量过少，则不易获得上述效果，另一方面，如果过多，则化学耐久性容易降低。另外，如后所述，Li2O、Na2O和K2O的含量优选根据玻璃组成体系适当设定恰当的范围。
此外，玻璃粉末含有多价元素，由此能够抑制波长转换部件的经时的发光强度的降低。作为多价元素，可以列举选自Ce、As、Mo和W中的至少一种元素。特别是Ce能够显著抑制经时的发光强度的降低，进一步玻璃粉末本身也不易着色，因此优选。
优选玻璃粉末以下述氧化物换算的摩尔％计含有0.001～10％的CeO2+As2O3+MoO2+WO3，更优选含有0.01～5％，进一步优选含有0.1～3％。如果CeO2+As2O3+MoO2+WO3的含量过少，则不易获得上述效果，另一方面，如果过多，则存在玻璃粉末本身着色而发光强度降低的倾向。另外，各多价元素的含量也分别优选为上述范围。
此外，优选玻璃粉末含有10～99摩尔％的选自SiO2、B2O3、P2O5、Bi2O3和TeO2中的至少一种。具体而言，可以列举SiO2-B2O3-RO(R为选自Mg、Ca、Sr和Ba中的至少一种元素)-R’2O(R’为选自Li、Na和K中的至少一种元素)类玻璃、SnO-P2O5-R’2O类玻璃、SiO2-B2O3-R’2O类玻璃、SiO2-B2O3-ZnO-R’2O类玻璃等。
作为SiO2-B2O3-RO-R’2O类玻璃，例如优选以下述氧化物换算的摩尔％计含有30～80％的SiO2、1～40％的B2O3、0.1～35％的Li2O+Na2O+K2O、0.1～45％的MgO+CaO+SrO+BaO和0.001～10％的CeO2+As2O3+MoO2+WO3。以下对这样限定玻璃组成的理由进行说明。
SiO2是形成玻璃网状物的成分。SiO2的含量优选为30～80％，更优选为40～60％。如果SiO2的含量过少，则存在化学耐久性降低的倾向。另一方面，如果SiO2的含量过多，则软化点变高，因此为了使烧结充分，需要进行高温烧制。其结果是，在烧制时无机荧光体粉末容易劣化。
B2O3是使熔化温度降低并改善熔融性的效果大的成分。B2O3的含量优选为1～40％，更优选为5～30％。如果B2O3的含量过少，则不易获得上述效果。另一方面，如果B2O3的含量过多，则存在化学耐久性降低的倾向。
Li2O、Na2O和K2O是使软化点降低的成分。Li2O、Na2O和K2O的含量(合计量)优选为0.1～35％，更优选为1～25％，进一步优选为2～20％。如果这些成分的含量过少，则软化点不易降低，另一方面，如果这些成分过多，则化学耐久性和耐候性容易降低。
另外，Li2O、Na2O和K2O的各成分的含量的优选范围如下。Li2O的含量优选为0～10％，更优选为0.1～5％。Na2O的含量优选为0～15％，更优选为0.1～10％。K2O的含量优选为0～15％，更优选为0.1～10％。
MgO、CaO、SrO和BaO是使熔化温度降低并改善熔融性的成分。另外，BaO还存在抑制与无机荧光体粉末的反应的效果。MgO、CaO、SrO和BaO的含量(合计量)优选为0.1～45％，更优选为1～40％，进一步优选为2～35％。如果这些成分的含量过少，则不易获得上述效果，另一方面，如果过多，则存在化学耐久性降低的倾向。
另外，MgO、CaO、SrO和BaO的各成分的含量的优选范围如下。MgO的含量优选为0～10％，更优选为0～5％。CaO的含量优选为0～30％，更优选为0～20％。SrO的含量优选为0～20％，更优选为0～10％。BaO的含量优选为0～40％，更优选为0.1～30％。
CeO2、As2O3、MoO2、WO3的合计量和个别的含量如上所述。
在玻璃粉末中，除上述成分以外还能够含有下述的成分。
Al2O3是提高化学耐久性的成分。Al2O3的含量优选为0～20％，更优选为1～18％。如果Al2O3的含量过多，则存在熔融性降低的倾向。
ZnO是使熔化温度降低并改善熔融性的成分。ZnO的含量优选为0～20％，更优选为0.1～10％。如果ZnO的含量过多，则化学耐久性容易降低。
此外，为了实现化学耐久性的提高等，也可以使Ta2O5、TiO2、Nb2O5、Gd2O3、La2O3、Y2O3、Bi2O3或ZrO2分别含有至15％。
作为SnO-P2O5-R’2O类玻璃，例如优选以摩尔％计含有35～80％SnO、5～40％的P2O5、0～30％的B2O3、0.1～5％的Li2O+Na2O+K2O和0.001～10％的CeO2+As2O3+MoO2+WO3。以下对这样限定玻璃组成的理由进行说明。
SnO是形成玻璃网状物并且使软化点降低的成分。SnO的含量优选为35～80％，更优选为45～75％。如果SnO的含量过少，则存在软化点变高或耐候性降低的倾向。另一方面，如果SnO的含量过多，则存在析出由Sn造成的失透物而透射率降低的倾向，其结果是，波长转换部件的发光强度容易降低。此外，变得难以玻璃化。
P2O5是形成玻璃网状物的成分。P2O5的含量优选为5～40％，更优选为10～30％。如果P2O5的含量过少，则变得难以玻璃化。另一方面，如果P2O5的含量过多，则存在软化点变高或耐候性显著降低的倾向。
B2O3是提高耐候性并且促进分相的成分。此外，还具有使玻璃稳定化的效果。B2O3的含量优选为0～30％，更优选为1～25％。如果B2O3的含量过多，则耐候性容易降低。此外，存在软化点变得过高的倾向。
Li2O、Na2O和K2O是使软化点降低的成分。Li2O、Na2O和K2O的含量(合计量)优选为0.1～5％，更优选为1～4％。如果这些成分的含量过少，则软化点难以降低。另一方面，如果这些成分过多，则化学耐久性容易降低。此外，存在分相性变得过大、光散射损失变大的倾向。Li2O、Na2O和K2O各成分的含量分别优选为0～5％，更优选为0.1～4％，进一步优选为1～4％。
CeO2、As2O3、MoO2、WO3的合计量和个别的含量如上所述。
此外，在上述成分以外，为了提高熔融性或使软化点降低而使低温烧制容易进行，还能够以合计量计含有MgO、CaO、SrO或BaO至5％。此外，为了实现化学耐久性的提高等，也可以分别含有Al2O3、ZrO2、ZnO、Ta2O5、TiO2、Nb2O5、Gd2O3、Bi2O3、TeO2或La2O3至15％。
作为SiO2-B2O3-R’2O类玻璃，例如优选以摩尔％计含有30～80％的SiO2、1～55％的B2O3、0～20％的Li2O、0～25％的Na2O、0～25％的K2O、0.1～35％的Li2O+Na2O+K2O和0.001～10％的CeO2+As2O3+MoO2+WO3。
此外，除上述成分以外，为了提高熔融性，还能够以合计量计含有MgO、CaO、SrO和BaO至30％。除此以外，还可以为了提高熔融性而含有ZnO至10％，含有P2O5至5％，为了提高化学耐久性含有Al2O3至10％，分别含有Ta2O5、TiO2、Nb2O5、Gd2O3或La2O3至15％。
作为SiO2-B2O3-ZnO-R’2O类玻璃，例如优选以摩尔％计含有5～50％的SiO2、10～55％的B2O3、30～80％的ZnO、0～20％的Li2O、0～20％的Na2O、0～20％的K2O、0.1～25％的Li2O+Na2O+K2O、0～10％的MgO、0～10％的CaO、0～10％的SrO、0～10％的BaO和0.001～10％的CeO2+As2O3+MoO2+WO3。
此外，除上述成分以外，还可以为了提高化学耐久性而含有Al2O3至5％，分别含有Ta2O5、TiO2、Nb2O5、Gd2O3或La2O3至15％。
玻璃粉末的粒径没有特别限定，例如优选最大粒径D99为200μm以下(特别是150μm以下，进一步为105μm以下)，且平均粒径D50为0.1μm以上(特别是1μm以上，进一步为2μm以上)。如果玻璃粉末的最大粒径D99过大，则在得到的波长转换部件中，激发光难以散射，发光效率容易降低。此外，如果平均粒径D50过小，则在得到的波长转换部件中，激发光散射过度，发光效率容易降低。
另外，在本发明中，平均粒径D50和最大粒径D99是指利用激光衍射法测定的值。
作为无机荧光体粉末，只要是一般能够在市场上购得的无机荧光体粉末就没有特别限定。例如，可以列举氮化物荧光体粉末、氮氧化物荧光体粉末、氧化物荧光体粉末(包括YAG荧光体粉末等石榴石类荧光体粉末)、硫化物荧光体粉末、氧硫化物荧光体粉末、卤化物荧光体粉末(卤磷酸盐化物等)和铝酸盐荧光体粉末等。这些无机荧光体粉末中，氮化物荧光体粉末、氮氧化物荧光体粉末和氧化物荧光体粉末由于耐热性高、烧制时比较不易劣化而优选。另外，氮化物荧光体粉末和氮氧化物荧光体粉末具有将近紫外～蓝色激发光转换到绿～红等宽的波长区域而且发光强度也比较高的特征。因此，氮化物荧光体粉末和氮氧化物荧光体粉末特别作为用于白色LED元件用波长转换部件的无机荧光体粉末有效。
作为上述无机荧光体粉末，可以列举在波长300～500nm具有激发带、在波长380～780nm具有发光峰的无机荧光体粉末，特别是在蓝色(波长440～480nm)、绿色(波长500～540nm)、黄色(波长540～595nm)或红色(波长600～700nm)发光的无机荧光体粉末。
作为照射波长300～440nm的紫外～近紫外的激发光则发出蓝色的光的无机荧光体粉末，可以列举(Sr,Ba)MgAl10O17：Eu2+、(Sr,Ba)3MgSi2O8：Eu2+等。
作为照射波长300～440nm的紫外～近紫外的激发光则发出绿色的荧光的无机荧光体粉末，可以列举SrAl2O4：Eu2+、SrBaSiO4：Eu2+、Y3(Al,Gd)5O12：Ce3+、SrSiOn：Eu2+、BaMgAl10O17：Eu2+、Mn2+、Ba2MgSi2O7：Eu2+、Ba2SiO4：Eu2+、Ba2Li2Si2O7：Eu2+、BaAl2O4：Eu2+等。
作为照射波长440～480nm的蓝色的激发光则发出绿色的荧光的无机荧光体粉末，可以列举SrAl2O4：Eu2+、SrBaSiO4：Eu2+、Y3(Al,Gd)5O12：Ce3+、SrSiOn：Eu2+、β-SiAlON：Eu2+等。
作为照射波长300～440nm的紫外～近紫外的激发光则发出黄色的荧光的无机荧光体粉末，可以列举La3Si6N11：Ce3+等。
作为照射波长440～480nm的蓝色的激发光则发出黄色的荧光的无机荧光体粉末，可以列举Y3(Al,Gd)5O12：Ce3+、Sr2SiO4：Eu2+。
作为照射波长300～440nm的紫外～近紫外的激发光则发出红色的荧光的无机荧光体粉末，可以列举CaGa2S4：Mn2+、MgSr3Si2O8：Eu2+,Mn2+、Ca2MgSi2O7：Eu2+,Mn2+等。
作为照射波长440～480nm的蓝色的激发光照射则发出红色的荧光的无机荧光体粉末，可以列举CaAlSiN3：Eu2+、CaSiN3：Eu2+、(Ca,Sr)2Si5N8：Eu2+、α-SiAlON：Eu2+等。
另外，也可以配合激发光、发光的波长区域，将多种无机荧光体粉末混合使用。例如，在照射紫外域的激发光而获得白色光的情况下，将发出蓝色、绿色、黄色、红色的荧光的无机荧光体粉末混合使用即可。
如果波长转换部件的无机荧光体粉末的含量过多，则存在变得不易烧结或孔隙率变大的倾向。其结果是，在所得到的波长转换部件中，产生激发光不易效率良好地照射到无机荧光体粉末或机械强度容易降低等问题。另一方面，如果无机荧光体粉末的含量过少，则难以获得所期望的发光强度。从这样的观点出发，波长转换部件中的无机荧光体粉末的含量以质量％计优选在0.01～50％、更优选在0.05～40％、进一步优选在0.1～30％的范围内调整。
另外，在以使在波长转换部件产生的荧光向激发光入射侧反射、仅主要将荧光取出至外部为目的的波长转换部件中，不限于上述的说明，能够以使得发光强度成为最大的方式增加无机荧光体粉末的含量(例如，以质量％计，50％～80％，进而55～75％)。
本发明的波长转换部件通过对作为玻璃组成含有碱金属元素和多价元素的玻璃粉末的混合粉末进行烧制而制造。由此得到在由作为玻璃组成含有碱金属元素和多价元素的玻璃粉末的烧结体构成的基质中分散无机荧光体粉末而成的波长转换部件。
烧制温度在玻璃粉末的软化点±150℃以内、优选在±100℃以内的范围适当地调整。如果烧制温度过低，则玻璃粉末不会充分地流动，难以获得致密的烧结体。另一方面，如果烧制温度过高，则有可能无机荧光体粉末在玻璃粉末中溶出而使得发光强度降低。或者有可能无机荧光体粉末中所含的成分扩散至玻璃粉末中而着色，使得发光强度降低。
另外，烧制优选在减压气氛中进行。具体而言，烧制气氛优选为低于1.013×105Pa，更优选为1000Pa以下，进一步优选为400Pa以下。由此，能够减少波长转换部件中残存的气泡的量。其结果是，能够减少波长转换部件内的光散射因子，能够提高发光效率。另外，可以在减压气氛中进行整个烧制工序，例如也可以在减压气氛中仅进行烧制工序，在不是减压气氛的气氛(例如大气压下)中进行其前后的升温工序、降温工序。
本发明的波长转换部件的形状没有特别限制，例如，不仅可以为板状、柱状、球状、半球状、半球圆顶状等其自身具有特定形状的部件，也可以为在玻璃基板和陶瓷基板等基材表面形成的覆膜状的部件。
图1表示本发明的发光器件的一个实施方式。如图1所示，发光器件1包括波长转换部件2和光源3。光源3对波长转换部件2照射激发光Lin。入射到波长转换部件2的激发光Lin被转换为其它波长的光，从光源3相反侧作为Lout射出。此时，也可以使波长转换后的光与未被波长转换而透射的激发光的合成光射出。
实施例
以下基于实施例对本发明进行详细说明，本发明并不限定于这些实施例。
(1)玻璃粉末的制作
表1表示本实施例中使用的玻璃粉末的组成。
[表1]
首先，以成为表1所示的组成的方式配制原料。将原料在铂坩埚内在800～1500℃的温度熔化1～2小时而玻璃化，将熔融玻璃流出至一对冷却辊间而成型为膜状。利用球磨机将膜状的玻璃粉碎后进行分级，获得平均粒径D50为2.5μm的玻璃粉末。
各玻璃粉末的密度和软化点使用根据各测定将熔融玻璃成型为块状或圆柱状并进行退火而获得的试样进行测定。软化点使用纤维伸长法，采用粘度成为107.6dPa·s的温度。密度利用阿基米德法求得。
(2)波长转换部件的制作
表2～4表示本发明的实施例(试样No.2～3、5～6、8～9、11～12、14～15、17～18、20～21、23～24、26～27)和比较例(试样No.1、4、7、10、13、16、19、22、25)。
[表2]
[表3]
[表4]
对于表1中记载的玻璃粉末，在表2中按规定量混合Y3(Al、Gd)5O12：Ce3+(YAG)荧光体粉末、在表3中按规定量混合(Ca,Sr)2Si5N8：Eu2+(SCASN)荧光体粉末、在表4中按规定量混合α-SiAlON：Eu2+(α-SiAlON)荧光体粉末而得到混合粉末。利用金属模将混合粉末加压成型而制作直径1cm的圆柱状预成型体。通过对以表中记载的温度烧制预成型体而获得的烧结体实施加工，得到1.2mm见方、厚度0.2mm的波长转换部件。将所得到的波长转换部件载置在发光波长445nm的LED芯片上，以700mA通电，在积分球内进行100小时连续照射。关于发光光谱，使用通用的发光光谱测定装置对从波长转换部件上表面发出的光的能量分布谱进行测定。通过将所获得的发光光谱与标准相对可见度相乘，计算出全光束值。在照射前和照射100小时后计算全光束值。全光束值的变化率以将照射100小时后的全光束值除以照射前的全光束值再乘以100而得到的值(％)表示，表示在表2～4中。
由表2～4可知，实施例的波长转换部件在照射100小时激发光后全光束值也几乎不降低。另一方面，比较例的波长转换部件在照射100小时激发光后全光束值大幅降低。
工业上的可利用性
本发明的波长转换部件适合作为白色LED等一般照明和特殊照明(例如，投影机光源、汽车的前照灯光源)等的构成部件。
符号说明
1 发光器件
2 波长转换部件
3 光源

Claims (4)

1.一种波长转换部件，其特征在于：
包含混合粉末的烧结体，该混合粉末含有(a)作为玻璃组成含有碱金属元素和选自Ce、As和Mo中的至少一种的多价元素的玻璃粉末与(b)无机荧光体粉末，
所述玻璃粉末以下述氧化物换算的摩尔％计含有30～80％的SiO2、1～40％的B2O3、0.1～35％的Li2O+Na2O+K2O、0.1～45％的MgO+CaO+SrO+BaO和0.001～10％的CeO2+As2O3+MoO2，或者
所述玻璃粉末以下述氧化物换算的摩尔％计含有30～80％的SiO2、1～55％的B2O3、0～20％的Li2O、0～25％的Na2O、0～25％的K2O、0.1～35％的Li2O+Na2O+K2O和0.001～10％的CeO2+As2O3+MoO2。
2.如权利要求1所述的波长转换部件，其特征在于：
所述无机荧光体粉末为选自氮化物荧光体、氮氧化物荧光体、氧化物荧光体、硫化物荧光体、氧硫化物荧光体、卤化物荧光体和铝酸盐荧光体中的至少一种。
3.一种波长转换部件，其特征在于：
其在包含烧结体的基质中分散无机荧光体粉末而成，该烧结体为作为玻璃组成含有碱金属元素和选自Ce、As和Mo中的至少一种多价元素的玻璃粉末的烧结体，
所述玻璃粉末以下述氧化物换算的摩尔％计含有30～80％的SiO2、1～40％的B2O3、0.1～35％的Li2O+Na2O+K2O、0.1～45％的MgO+CaO+SrO+BaO和0.001～10％的CeO2+As2O3+MoO2，或者
所述玻璃粉末以下述氧化物换算的摩尔％计含有30～80％的SiO2、1～55％的B2O3、0～20％的Li2O、0～25％的Na2O、0～25％的K2O、0.1～35％的Li2O+Na2O+K2O和0.001～10％的CeO2+As2O3+MoO2。
4.一种发光器件，其特征在于：
包括权利要求2或3所述的波长转换部件和向所述波长转换部件照射激发光的光源。
CN201480056307.1A 2013-12-17 2014-12-01 波长转换部件和发光器件 Active CN105637659B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013-259849 2013-12-17
JP2013259849A JP6222452B2 (ja) 2013-12-17 2013-12-17 波長変換部材及び発光デバイス
PCT/JP2014/081720 WO2015093267A1 (ja) 2013-12-17 2014-12-01 波長変換部材及び発光デバイス

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105637659A CN105637659A (zh) 2016-06-01
CN105637659B true CN105637659B (zh) 2018-10-19

Family

ID=53402617

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201480056307.1A Active CN105637659B (zh) 2013-12-17 2014-12-01 波长转换部件和发光器件

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP6222452B2 (zh)
KR (1) KR102258536B1 (zh)
CN (1) CN105637659B (zh)
TW (1) TWI628261B (zh)
WO (1) WO2015093267A1 (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI598540B (zh) 2015-09-07 2017-09-11 台達電子工業股份有限公司 波長轉換模組與應用其的光源模組
JP6906277B2 (ja) * 2016-06-27 2021-07-21 日本電気硝子株式会社 波長変換部材及びそれを用いてなる発光デバイス
JP7022367B2 (ja) 2017-09-27 2022-02-18 日本電気硝子株式会社 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
CN109516694B (zh) * 2018-11-07 2021-11-30 深圳市齐尚光科技有限公司 一种荧光玻璃及其制备方法和发光装置
CN113272260A (zh) * 2019-03-08 2021-08-17 日本电气硝子株式会社 波长转换部件和发光设备
CN113054082B (zh) * 2019-12-27 2022-10-18 鑫虹光电有限公司 荧光玻璃复合材料、包含其的荧光玻璃基板及光转换装置
CN111574062B (zh) * 2020-03-31 2022-10-18 温州大学 一种氮化物红光玻璃及其应用

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011013505A1 (ja) * 2009-07-27 2011-02-03 コニカミノルタオプト株式会社 蛍光体分散ガラス及びその製造方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW383508B (en) 1996-07-29 2000-03-01 Nichia Kagaku Kogyo Kk Light emitting device and display
JP4158012B2 (ja) 2002-03-06 2008-10-01 日本電気硝子株式会社 発光色変換部材
JP4895541B2 (ja) 2005-07-08 2012-03-14 シャープ株式会社 波長変換部材、発光装置及び波長変換部材の製造方法
JP5483795B2 (ja) 2006-04-11 2014-05-07 日本電気硝子株式会社 発光色変換材料及び発光色変換部材
JP2013055269A (ja) * 2011-09-06 2013-03-21 Nippon Electric Glass Co Ltd 波長変換部材および発光デバイス
JP2014157856A (ja) * 2013-02-14 2014-08-28 Asahi Glass Co Ltd 光変換部材および光変換部材を有する照明光源

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011013505A1 (ja) * 2009-07-27 2011-02-03 コニカミノルタオプト株式会社 蛍光体分散ガラス及びその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR102258536B1 (ko) 2021-05-28
CN105637659A (zh) 2016-06-01
KR20160098176A (ko) 2016-08-18
JP2015118970A (ja) 2015-06-25
WO2015093267A1 (ja) 2015-06-25
JP6222452B2 (ja) 2017-11-01
TW201527487A (zh) 2015-07-16
TWI628261B (zh) 2018-07-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
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
CN109415622B (zh) 波长转换部件以及使用其的发光器件
CN105637659B (zh) 波长转换部件和发光器件
TWI715784B (zh) 波長轉換構件及使用其而成之發光裝置
JP6425001B2 (ja) 波長変換材料、波長変換部材及び発光デバイス
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
JP6168284B2 (ja) 波長変換材料、波長変換部材及び発光デバイス
WO2020059499A1 (ja) 波長変換部材用原料粉末
JP6617948B2 (ja) 波長変換部材及び発光デバイス
JP7205808B2 (ja) 波長変換部材及びそれを用いてなる発光デバイス
JP6861952B2 (ja) 波長変換部材及びそれを用いてなる発光デバイス
CN111480098A (zh) 波长转换部件以及使用该波长转换部件的发光装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant