[go: up one dir, main page]

JP2015227252A - 蛍光体分散ガラスシート用ガラス組成物およびそれを用いたガラスシート - Google Patents

蛍光体分散ガラスシート用ガラス組成物およびそれを用いたガラスシート Download PDF

Info

Publication number
JP2015227252A
JP2015227252A JP2012210885A JP2012210885A JP2015227252A JP 2015227252 A JP2015227252 A JP 2015227252A JP 2012210885 A JP2012210885 A JP 2012210885A JP 2012210885 A JP2012210885 A JP 2012210885A JP 2015227252 A JP2015227252 A JP 2015227252A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
glass
phosphor
glass sheet
powder
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.)
Pending
Application number
JP2012210885A
Other languages
English (en)
Inventor
谷田 正道
Masamichi Tanida
正道 谷田
英樹 沼倉
Hideki NUMAKURA
英樹 沼倉
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.)
AGC Inc
Original Assignee
Asahi 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 Asahi Glass Co Ltd filed Critical Asahi Glass Co Ltd
Priority to JP2012210885A priority Critical patent/JP2015227252A/ja
Priority to PCT/JP2013/075258 priority patent/WO2014050684A1/ja
Publication of JP2015227252A publication Critical patent/JP2015227252A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • 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
    • C03C8/00Enamels; Glazes; Fusion seal compositions being frit compositions having non-frit additions
    • C03C8/14Glass frit mixtures having non-frit additions, e.g. opacifiers, colorants, mill-additions
    • 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
    • C03C3/062Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight
    • C03C3/064Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight containing boron
    • C03C3/066Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight containing boron containing zinc
    • 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
    • C03C3/062Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight
    • C03C3/064Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight containing boron
    • C03C3/068Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight containing boron containing rare earths
    • 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
    • C03C8/00Enamels; Glazes; Fusion seal compositions being frit compositions having non-frit additions
    • C03C8/02Frit compositions, i.e. in a powdered or comminuted form
    • C03C8/04Frit compositions, i.e. in a powdered or comminuted form containing zinc
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7715Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing cerium
    • C09K11/7726Borates
    • 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
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10HINORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80Constructional details
    • H10H20/85Packages
    • H10H20/851Wavelength conversion means
    • H10H20/8511Wavelength conversion means characterised by their material, e.g. binder
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10HINORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80Constructional details
    • H10H20/85Packages
    • H10H20/851Wavelength conversion means
    • H10H20/8514Wavelength conversion means characterised by their shape, e.g. plate or foil

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)

Abstract

【課題】本発明は、大気雰囲気下での焼成で、ガラスシートの内包泡が少なく、LEDの発光効率の高い蛍光体分散ガラスシートの製造に使用するガラス組成物の提供を目的とする。【解決手段】本発明の蛍光体分散ガラスシート用ガラス組成物は、ガラス粉末と蛍光体粉末を含有する蛍光体分散ガラスシート用ガラス組成物であって、前記ガラス粉末のDTA曲線から算出されるTsとTgとの差(ΔTgs)が、50〜105℃であることを特徴とする。【選択図】図1

Description

本発明は青色光源、特に青色発光ダイオード(LED)素子の青色光を白色に変換するための光変換部材に関する。
白色LEDは、微小電力の白色照明光源として利用され、照明用途への応用が期待されている。白色LEDの白色光は、青色LED素子から発せれられる青色光と、前記青色光の一部を蛍光体で黄色に変換した黄色光とを合成して得られる。
従来、光の変換部材としては、ガラス中に無機蛍光体を分散した構成の蛍光体分散ガラスシート(以下、ガラスシートともいう)が知られている(例えば、特許文献1)。このような構成をとることで、ガラスの高い透過率を利用でき、さらに、素子から発せられる熱を部材の外部に効率よく放出できる。また、光や熱による部材の損傷も低く、長期の信頼性が得られる。
ガラスシートは、ガラス粉末と蛍光体粉末とを混合し、これを焼成して製造される。従来、焼成工程で発生した気泡がガラス中に残存する問題があった。ガラス中の気泡(以下、内包泡)があると、ガラスの透過率が低下し、LEDの発光効率の低下を引き起こしていた。また、内包泡により、ガラス中で光が散乱し、蛍光体に当たる光の量が低下するおそれがあった。
特許文献2には、SiO−B系のガラスとSnO−P系のガラスを使用し、内包泡を低減させるため、焼成工程を減圧下で行う方法が記載されている。しかし、減圧雰囲気下での焼成では、内包泡を低減できるが、ガラス組成によっては成分が揮散するおそれがあった。また、SiO−B系のガラスのように軟化点が高いガラスでは、焼成温度が高温になり、蛍光体が劣化するおそれもあった。
特開2003−258308号公報 特開2007−311743号公報
前記問題に鑑み、本発明者らは、ガラス軟化点の低いガラスを使用することで、焼成温度を低くして蛍光体の劣化を防ぎ、また、焼成温度域において急峻な粘性曲線を示すガラスを使用することで焼成後のガラスシートの内包泡を低減できることを見出し、本発明に到った。
すなわち、本発明は、ガラスシートの内包泡が少なく、透過率が高い蛍光体分散ガラスシートを低温で製造できるガラス組成物の提供を目的とする。
本発明のガラス組成物は、ガラス粉末と蛍光体粉末を含有する蛍光体分散ガラスシート用ガラス組成物であって、前記ガラス粉末のDTA曲線から算出されるTsとTgとの差(ΔTgs)が、50〜105℃であることを特徴とする。
本発明の蛍光体分散ガラスシート用ガラス組成物は、焼成温度を低くでき、さらに、焼成後のガラスシートの内包泡を少なくできる。低温焼成のため、製造工程での蛍光体の劣化を抑制できる。さらに、ガラスシート内部での光の散乱を抑制でき、ガラスシートの透過率を高くできて、LEDの発光効率を高くできる。
蛍光体分散ガラスシートの断面図。
ガラスシートの内包泡の存在によるLEDの発光効率への影響を、図1を用いて説明する。図1は、発光素子1上にある蛍光体分散ガラスシート2の概略断面図である。
図1(a)は、蛍光体3の周りおよび、発光素子1から蛍光体3までの間に内包泡が無い場合である。素子から発せられた光がガラスシート内で散乱などされないので、ガラスシートを通過する光量の低下が小さい。そのため、LEDの発光効率が高い。さらに、発光素子1から放出された光5は、効率よく蛍光体3に当たり、蛍光7に変換される。したがって、蛍光体3の変換効率の低下は小さい。
図1(b)は、内包泡4が蛍光体3に接して存在する場合である。この場合、内包泡4とガラス6との界面で光が反射しやすく、光5は一部が散乱光8となる。さらに、内包泡4があると、ガラスシート内で多重散乱しやすくなる。多重散乱すると、光路長が長くなりガラスシート内で光が減衰し、ガラスシートを透過する光量が減少し、LEDの発光効率が低下するおそれがある。また、蛍光体3に当たる光量が低減されると、蛍光7の量が低下し、変換効率が低下するおそれがある。
図1(c)は、内包泡があるものの、蛍光体3に接せず、発光素子1と蛍光体3の間に内包泡4がある場合である。図1(b)と同様に、ガラス6から内包泡4に入る時および内包泡4からガラス6へ出る時に、光5が界面で反射される。すなわち内包泡4部分で、光が散乱し一部が散乱光8となる。ガラスシート内で光が散乱すると、図1(b)の場合と同様に、LEDの発光効率が低下するおそれがある。また、蛍光体3に当たる光量が低減されると、蛍光7の量が低下し、変換効率が低下するおそれがある。
素子から発せられる光5と蛍光7はガラスシートを透過して出射する。これらの光は、内包泡により多重散乱、背面反射されると、ガラスシート内で減衰するおそれがある。多重散乱や背面反射の度合は、全光線透過率により評価できる。すなわち、過度な多重散乱や背面反射が起こらないと、全光線透過率が高く、ガラスシートを通過する間の光のロスが小さくなる。
以上のことから、ガラスシート2に内包泡4があると、ガラスシート内で光が減衰して透過率が下がり、また、蛍光体3に当たる光が減少し蛍光体の変換効率が低下する。これにより、LEDの発光効率が低下する。したがって、LED用の変換部材としては、ガラスシート2の内包泡4の低減が求められる。
次に、本発明のガラス組成物(以下、本ガラス組成物という)の実施態様について説明する。本ガラス粉末は、軟化点における粘性の変化率が大きく、粘性曲線が急峻であるという特長を有する。このようなガラス粉末は、焼成温度におけるガラス粘性が低いため、焼成工程において、十分に脱泡できる。
本発明においては、ガラス粉末の軟化点における粘性曲線の変化率は、DTA(示差熱分析)により測定されるガラス軟化点Tsとガラス転移点Tgとの差ΔTgsの大きさで評価する。TsおよびTgはいずれも、ガラスの粘性で決まる温度である。具体的には、Tsは、ガラスの粘性が107.5dPa・sとなる温度であり、Tgは、ガラスの粘性が約1013.3dPa・sとなる温度である。したがって、ΔTgsが小さいほど、粘性の変化率は大きく、急峻な曲線になる。
本ガラス組成物に使用するガラス粉末のΔTgsは、50〜105℃である。ΔTgsが50℃未満では、ガラスが不安定になるおそれがある。また、ΔTgsが105℃超では、焼成後のガラスシートの内包泡が多くなるおそれがある。ΔTgsは、好ましくは80〜100℃であり、より好ましくは、85〜95℃である。
ガラス粉末のTsは、700℃以下が好ましい。Tsが高いと焼成温度が高くなるため、焼成工程で、蛍光体粉末が劣化するおそれがある。Tsはより好ましくは、650℃以下であり、さらに好ましくは、620℃以下である。
ΔTgsとTsが前記範囲におるガラスとしては、Bi−ZnO−B系を主成分とするガラスが挙げられる。中でも、酸化物基準のモル%表示で、Bi 3〜30%、B 10〜50%、ZnO 0〜45%を含有するガラスがより好ましい。Bi 3〜30%、B 10〜50%、ZnO 0〜45%、SiO 5〜35%、BaO 0〜20%、MnO 0〜1%、CeO 0〜1%、を含有するガラスがさらに好ましい。Bi−ZnO−B系を主成分とするガラスとしては、Bi 3〜30%、B 10〜50%、ZnO 0〜45%、SiO 5〜35%、BaO 0〜20%、MnO 0〜1%、CeO 0〜1%から実質的になるガラスが特に好ましい。本明細書において、実質的にからなるとは、記載されている成分以外に不可避的不純物は許容するとの意味である。
Biは、ガラスの化学的耐久性を下げることなく、Tsを低くする成分であり、この系では、必須の成分である。Biの含有量は、3〜30%が好ましい。Biが3%未満では、ガラス粉末のTsが高くなり好ましくない。一方、30%超では、ガラスが不安定になり、結晶化しやすく、また、焼結性を損ねるおそれがある。Biの含有量は、5〜25%がより好ましく、5〜20%がさらに好ましい。
は、ガラスのネットワークフォーマーであり、ガラスを安定化できる成分であり、この系では、必須の成分である。Bの含有量は、10〜50%が好ましい。Bの含有量が10%未満では、ガラスが不安定になり、結晶化しやすく、また、焼結性を損ねるおそれがある。一方で、Bの含有量が50%超では、ガラスの化学的耐久性が低下するおそれがある。Bの含有量は、15〜45%がより好ましく、20〜45%がさらに好ましい。
ZnOは、Tsを下げる成分であり、この系では必須成分ではない。ZnOの含有量は、0〜45%が好ましい。ZnOの含有量が45%超では、ガラス化し難くなり、ガラスの製造が困難になる。ZnOの含有量の下限値は、5%以上がより好ましく、10%以上がさらに好ましい。また、上限値は、40%以下がより好ましく、35%以下がさらに好ましい。
SiOは、ガラスの安定性を高くする成分であり、この系では必須成分ではない。SiOの含有量は、0〜35%が好ましい。SiOの含有量が、35%超では、Tsが高くなるおそれがある。SiOの含有量の下限値は、5%以上がより好ましく、10%以上がさらに好ましい。また、上限値は、30%以下がより好ましく、25%以下がさらに好ましい。
CaO、SrO、MgOまたはBaOのアルカリ土類金属酸化物は、ガラスの安定性を高めるとともに、Tsを下げる成分であり、この系では必須成分ではない。アルカリ土類金属酸化物の合計量は、0〜20%が好ましい。前記合計量が、20%超では、ガラスの安定性が低下する。より好ましくは、合計量は18%以下である。また、アルカリ土類金属酸化物としては、BaOが好ましい。
MnOおよびCeOは、いずれもこの系では必須成分ではないが、ガラス中で酸化剤として機能するため、含有が好ましい。いずれもガラス中のBiの還元を防止できるため、この系のガラスを安定化できる。Biが還元されると、ガラスが着色するため、好ましくない。さらに、焼成後のガラスシートの内包泡が多くなるおそれがある。そのため、MnOおよびCeOの含有量はそれぞれ0〜1%が好ましい。含有量が、1%超では、着色が大きくなるおそれがある。
所定の熱特性を有するように成分を調合して混合し、電気炉などで溶融し、急冷してガラスを製造する。ガラス粉末は前記ガラスを粉砕し、分級して製造される。ガラス粉末の平均粒子直径(以下、粒子直径を粒径と略す)D50は2.0μm未満が好ましい。D50が2.0μm以上では、蛍光体粉末がガラス粉末中に均一に分散されなくなり、ガラスシートにした場合に変換効率が低下するおそれがある。D50は、より好ましくは、1.5μm以下、さらに好ましくは、1.4μm以下である。
また、ガラス粉末の最大粒径Dmaxは、30μm以下が好ましい。Dmaxが、30μm超では、蛍光体粉末がガラス粉末中に均一に分散されなくなり、ガラスシートを製造した場合に、蛍光体の変換効率が低下するおそれがある。Dmaxは、より好ましくは、20μm以下、さらに好ましくは、15μm以下である。
なお、本明細書において、D50およびDmaxはいずれも、レーザ回折式粒度分布測定により算出した値である。
本ガラス組成物に使用する蛍光体粉末としては、青色光を黄色光に変換できるものであれば、限定されない。蛍光体としては、例えば、酸化物、窒化物、酸窒化物、硫化物、酸硫化物、ハロゲン化物、アルミン酸塩化物またはハロリン酸塩化物で、特に、波長400〜500nmに励起帯を有し、波長500〜700nmに発光ピークを有するものが好ましい。
励起光が、波長440〜480nmの青色光の場合、蛍光体は、(Y、Gd)Al12:Ce3+、(Y、Gd)(Al、Ga)12:Ce3+、Ba(POCl:U、CaGa:Eu2+が好ましい。中でも、(Y、Gd)Al12またはCe3+、(Y、Gd)(Al、Ga)12がより好ましい。
蛍光体粉末の平均粒径D50は15μm以下が好ましい。蛍光体粉末のD50が大きくなると、焼成後のガラスシート中で分散が悪くなり、光の変換効率が悪くなる。D50は13μm以下がより好ましく、10μm以下がさらに好ましい。
本ガラス組成物においては、ガラス粉末と蛍光体粉末以外に内包泡を脱泡できるものをさらに含んでもよい。このようなものとしては、塩化銅のような酸化触媒性を持つ金属化合物や酸化アンチモンのような、価数変化により複数の酸化数を持てるような元素が挙げられる。一方、生産コストの観点からは、本ガラス組成物は、ガラス粉末と蛍光体粉末とからなることが好ましい。
本ガラス組成物が、ガラス粉末と蛍光体粉末とからなる場合において、ガラス粉末と蛍光体粉末との混合比は、体積%で、ガラス粉末60〜99.99%と、蛍光体粉末0.01〜40%が好ましい。ガラス粉末の体積割合60%未満では、ガラス粉末と蛍光体粉末の混合体の焼結性を損ね、さらにガラスシートの透過率が低くなるおそれがある。また、黄色の光が多くなり、所望の白色光が得られないおそれがある。一方で、蛍光体粉末が0.01%未満では、青色光を十分に変換できず、LEDにした場合に、所望の白色光が得られないおそれがある。前記混合比は、ガラス粉末70〜95%と蛍光体粉末5〜30%がより好ましく、ガラス粉末80〜90%と蛍光体粉末10〜20%がさらに好ましい。
ガラスシートは、本ガラス組成物を使用し、成形工程および焼成工程を経て製造される。成形法としては、所望の形状が付与できれば、特に制限されない。プレス成形法、ロール成形法、ドクターブレード成形法などの方法が挙げられる。ドクターブレード成形法で製造されるグリーンシートは、均一な膜厚のガラスシートを大面積で効率よく製造できるため、好ましい。
グリーンシートは、例えば、以下の工程で製造できる。ガラス粉末と蛍光体粉末とをビヒクルに混練し、脱泡してスラリーを得る。前記スラリーをドクターブレード法により、透明樹脂上に途工し、乾燥する。乾燥後、所望の大きさに切り出し、透明樹脂を剥がして、グリーンシートを得る。さらに、これらをプレスし、積層体にすることで、所望の厚みを確保できる。
前記ビヒクルは、樹脂を有機溶媒に溶解したものである。樹脂としては、エチルセルロース、ニトロセルロース、アクリル樹脂、酢酸ビニル、ブチラール樹脂、メラミン樹脂、アルキッド樹脂、ロジン樹脂などを使用できる。また、有機溶媒としては、エチルセルロースとニトロセルロースなどを使用できる。なお、グリーンシートの強度を向上のために、ビヒクルに、さらに、ブチラール樹脂、メラミン樹脂、アルキッド樹脂またはロジン樹脂などを含有する場合がある。
スラリーを塗工する透明樹脂としては、均一な膜厚のグリーンシートが得られれば、限定されない。例えば、PETフィルムなどが挙げられる。
ガラスシートを製造する場合の焼成温度は、450〜900℃であって、ガラス軟化点Ts±50℃の範囲内が好ましい。通常、ガラス粉末を焼成して焼結体にする場合、焼成温度をTs近傍にするとガラスシートの内包泡を低減できる。Ts+50℃より高温で焼成すると、内包泡が増大し、蛍光体粉末が熱またはガラスとの反応により劣化し、蛍光体の変換効率が低下するおそれがある。一方で、Ts−50℃より低温で焼成すると、ガラスシートの内包泡を十分に低減できない。焼成温度は、Ts±30℃がより好ましく、Ts±20℃がさらに好ましい。
Bi−ZnO−B系のガラスを使用する場合、Tsは530〜630℃が好ましい。そのため、焼成温度は、480〜680℃が好ましい。焼成温度は、500〜660℃がより好ましく、530〜630℃がさらに好ましい。
焼成雰囲気は、特に限定されない。ガラスのΔTgsが本発明の範囲にあれば、大気中でも十分にガラスシートの内包泡を低減でき、蛍光体の変換効率を高められる。
また、電気炉を使用して焼成を行う場合、ビヒクル中のバインダ等の除去を行うための脱バインダ焼成と、ガラス粉末を焼結させる本焼成の2段階で行うことが好ましい。
脱バインダ焼成は、グリーンシートの製造で使用したビヒクル中のバインダの種類や量による。例えば、電気炉などを使用して、400〜480℃で1〜6時間保持して行うことが好ましい。
本ガラス組成物から製造されるガラスシートは、内包泡が少なく、蛍光体の変換効率を高くできる。
ガラスシートの気孔率と正の相関があるため、内包泡の量は気孔率で評価できる。ガラスシートの気孔率は、5%以下が好ましい。気孔率が5%超では、ガラスシートの内包泡が多く、ガラスシートで光が散乱しやすい。気孔率は、低いほど好ましく、2.5%以下がより好ましく、1%以下がさらに好ましい。なお、本明細書において、気孔率は、ガラスシートの理論比重に対する実測比重の偏差から導いた値をいう。
ガラスシートは、内包泡による内部散乱が少なく、かつ、吸収が少ないことが好ましい。ガラスシートで内部散乱が多いと、ガラスが不透明になり好ましくない。ガラスシートの散乱は、平行光線透過率測定および全光線透過率測定により評価できる。本明細書において、平行光線透過率と全光線透過率は、ともに、JIS−K−7136に準じた方法で測定した値である。
平行光線透過率は4%以上が好ましく、5%以上がより好ましい。平行光線透過率が4%未満では、蛍光体に変換されない青色光がガラスシート内部で散乱され、LEDの発行効率が低下するおそれがある。
全光線透過率は70%以上が好ましく、75%以上がより好ましく、80%以上がさらにより好ましい。全光線透過率が70%未満では、発光素子から放出された光が、ガラスシート内部で吸収などされ、LEDの輝度が低下し、すなわちLEDの発光効率が低下するため好ましくない。
ガラスシート中で蛍光体の変換効率は、量子変換効率により評価できる。量子変換効率は、85%以上が好ましい。85%未満では、入射する青色光が十分に黄色光に変換できておらず、合成して得られる光が所望の白色にならないおそれがある。量子変換効率は、86%以上がより好ましい。なお、前記量子変換効率は、励起光を照射した時の、発光としてサンプルから放出されたフォトン数と、サンプルにより吸収されたフォトン数との比率で表され、フォトン数は、積分球法で測定する。
以下、実施例に基づき本発明を説明する。なお、例1と例2が本発明の実施例であり、例3は比較例である。
(例1)
酸化物基準のモル%表記で、Bi 8.9%、SiO 15.2%、B 31%、ZnO 33.5%、BaO 11.2%、MnO 0.1%、CeO 0.1%となるようにガラス原料を混合した。これを、白金ルツボ中で1200〜1400℃に電気炉で加熱し、溶融して、融液を回転ロールで急冷して、ガラスリボンを形成した。ガラスリボンを、ボールミルで粉砕し、目開き150μmの網目を有する篩にかけ、さらに気流分級し、ガラス1の粉末(ガラス粉末1)を得た。
得られたガラス粉末1のガラス転位温度Tgとガラス軟化点Tsを、示差熱分析計(リガク社製、商品名:TG8110)を使用して測定した。また、D50およびDmaxは、レーザ回折式粒度分布測定(島津製作所社製、装置名:SALD2100)により算出した。この結果を表1に示す。
このようにして得たガラス粉末1と、YAG蛍光体粉末とを、ガラス粉末1を84体積%と蛍光体粉末を16体積%で混合し、さらにビヒクルと混練し、脱泡してスラリーを得た。このスラリーをPETフィルム(帝人社製)にドクターブレード法で塗工した。これを、乾燥炉で約30分間乾燥し、約7cm四方の大きさに切り出し、PETフィルムを剥がして、厚み約0.5mmのグリーンシートを得た。
グリーンシートを2枚積層し、プレスした。これを、離型剤を塗布したムライト基板に載せて大気中で、420℃で4時間脱バイ処理し、さらに、550℃で常圧下で1時間焼成し、その後、片面鏡面研磨し、ガラスシートを作成した。マイクロメータにより測定したガラスシートの板厚は、135μmであった。
このようにして得られたガラスシートについて、気孔率、量子変換効率および透過率を測定した。これらの結果を表1に示す。
ガラスシートの気孔率はアルキメデス法により測定した。量子変換効率は、絶対PL量子収率測定装置(浜松ホトニクス社製、商品名:Quantauru−QY)を使用して、励起光波長460nmにて測定した。ガラスシートのヘイズ、透過率は、ヘイズ測定装置(スガ試験機社製、商品名:ヘイズメーターHZ−2)を使用して、C光源にて測定した。
(例2)
ガラス粉末1を使用して例1と同様の方法により、グリーンシートを得た。グリーンシートを2枚積層し、プレスした。これを、離型剤を塗布したムライト基板に載せて大気中で、460℃で6時間脱バイ処理し、さらに、減圧下(約60Pa)において570℃で1時間焼成し、その後、片面鏡面研磨し、ガラスシートを作成した。マイクロメータにより測定したガラスシートの板厚は、135μmであった。
得られたガラスシートについて、例1と同様の方法で、気孔率、量子変換効率および透過率を測定した。これらの結果を表1に示す。
(例3)
酸化物基準のモル%表記で、SiO 21%、B 31%、ZnO 2%、LiO 16%、MgO 9%、CaO 5%、BaO2%、Al 14%となるようにガラス原料を混合した。これを、白金ルツボ中で1300〜1500℃に電気炉で加熱し、溶融して、融液を回転ロールで急冷して、ガラスリボンを形成した。ガラスリボンをボールミルで粉砕し、目開き150μmの網目を有する篩にかけ、さらに気流分級し、ガラス2の粉末(ガラス粉末2)を得た。
例1と同様の方法によりガラスの特性を評価した。この結果を表1に示す。
ガラス粉末2を使用して例1と同様の方法により、ガラスシートを作成した。ガラスシートの板厚は154μmであった。また、ガラスシートについて、例1と同様の方法で、気孔率、量子変換効率および透過率を測定した。これらの結果を表1に示す。
Figure 2015227252
本発明の蛍光体分散ガラスシート用ガラス組成物は、青色光源を変換して白色LEDの白色光源を得るための蛍光体分散ガラスシートの製造に使用される。
1 LED発光素子、2 ガラスシート、3 蛍光体、4 内包泡、5 LED光、
6 ガラス、7 蛍光、8 散乱光

Claims (9)

  1. ガラス粉末と蛍光体粉末とを含有する蛍光体分散ガラスシート用ガラス組成物であって、前記ガラス粉末は、DTA曲線から算出されるTsとTgとの差(ΔTgs)が50〜105℃であることを特徴とする蛍光体分散ガラスシート用ガラス組成物。
  2. 前記ガラスは、Bi−ZnO−B系である請求項1記載の蛍光体分散ガラスシート用ガラス組成物。
  3. 前記ガラスは、モル%表示で、Bi 3〜30%、ZnO 0〜45%、B 10〜50%を含有する請求項2記載の蛍光体分散ガラスシート用ガラス組成物。
  4. 前記ガラスは、モル%表示で、Bi 3〜30%、B 10〜50%、ZnO 0〜45%、SiO 5〜35%、BaO 0〜20%、MnO 0〜1%、CeO 0〜1%を含有する請求項2または3記載の蛍光体分散ガラスシート用ガラス組成物。
  5. 請求項1〜4のいずれか1項記載の蛍光体分散ガラスシート用ガラス組成物を焼成して製造されるガラスシート。
  6. 気孔率が5%以下である請求項5記載の蛍光体分散ガラスシート。
  7. 全光線透過率が70%以上である請求項5または6のいずれか1項記載の蛍光体分散ガラスシート。
  8. 平行光線透過率が4%以上で、かつ、全光線透過率が70%以上である請求項5〜7のいずれか1項記載の蛍光体分散ガラスシート。
  9. 量子変換効率が85%以上である請求項5〜8のいずれか1項記載の蛍光体分散ガラスシート。
JP2012210885A 2012-09-25 2012-09-25 蛍光体分散ガラスシート用ガラス組成物およびそれを用いたガラスシート Pending JP2015227252A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012210885A JP2015227252A (ja) 2012-09-25 2012-09-25 蛍光体分散ガラスシート用ガラス組成物およびそれを用いたガラスシート
PCT/JP2013/075258 WO2014050684A1 (ja) 2012-09-25 2013-09-19 蛍光体分散ガラスシート用ガラス組成物およびそれを用いた蛍光体分散ガラスシート

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012210885A JP2015227252A (ja) 2012-09-25 2012-09-25 蛍光体分散ガラスシート用ガラス組成物およびそれを用いたガラスシート

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2015227252A true JP2015227252A (ja) 2015-12-17

Family

ID=50388089

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012210885A Pending JP2015227252A (ja) 2012-09-25 2012-09-25 蛍光体分散ガラスシート用ガラス組成物およびそれを用いたガラスシート

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2015227252A (ja)
WO (1) WO2014050684A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018008369A1 (ja) * 2016-07-06 2018-01-11 セントラル硝子株式会社 蛍光体封止用の封止材、及び波長変換部材

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4465989B2 (ja) * 2003-06-18 2010-05-26 旭硝子株式会社 発光ダイオード素子
JP5369408B2 (ja) * 2007-06-14 2013-12-18 旭硝子株式会社 光学素子被覆用ガラス、ガラス被覆発光素子及びガラス被覆発光装置
JP2012158494A (ja) * 2011-01-31 2012-08-23 Ohara Inc ガラス組成物
JP5939463B2 (ja) * 2012-03-23 2016-06-22 日本電気硝子株式会社 ガラスおよび当該ガラスを用いた波長変換部材

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018008369A1 (ja) * 2016-07-06 2018-01-11 セントラル硝子株式会社 蛍光体封止用の封止材、及び波長変換部材

Also Published As

Publication number Publication date
WO2014050684A1 (ja) 2014-04-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4978886B2 (ja) 蛍光体複合材料及び蛍光体複合部材
KR102271648B1 (ko) 파장 변환 부재 및 그것을 사용하여 이루어지는 발광 디바이스
JP5757238B2 (ja) 蛍光体分散ガラス及びその製造方法
JP5483795B2 (ja) 発光色変換材料及び発光色変換部材
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
JP5633114B2 (ja) 蛍光体複合材料に用いられるSnO−P2O5系ガラス
JP6508045B2 (ja) 光変換部材、光変換部材の製造方法、照明光源および液晶表示装置
KR101785798B1 (ko) 형광체 분산 유리
JP4765525B2 (ja) 発光色変換部材
CN105637659B (zh) 波长转换部件和发光器件
JP5939463B2 (ja) ガラスおよび当該ガラスを用いた波長変換部材
JP2018043912A (ja) 光変換部材、照明光源および光変換部材の製造方法
JP2015071699A (ja) 波長変換材料、波長変換部材及び発光デバイス
JP2016084269A (ja) 蛍光体分散ガラス
JP2012052061A (ja) 蛍光体複合部材
JPWO2014162893A1 (ja) 光変換部材、その製造方法、照明光源および液晶表示装置
JP2015046579A (ja) 光変換部材の製造方法、光変換部材、照明光源および液晶表示装置
JP2015227252A (ja) 蛍光体分散ガラスシート用ガラス組成物およびそれを用いたガラスシート
JP2016058409A (ja) 光変換部材および光変換部材の製造方法と光変換部材を有する照明光源
JP6830750B2 (ja) 波長変換部材及び発光装置
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
JP7680076B2 (ja) 波長変換部材および発光装置