JP6902373B2 - 波長変換部材およびその製造方法 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の波長変換部材10を表す模式図である。波長変換部材10は、基材12上に蛍光体層14が形成され、蛍光体層14上に被覆層16が形成されている。波長変換部材10は、光源から照射された吸収光を透過または反射させつつ、吸収光により励起して波長の異なる光を発生させる。例えば、青色光の吸収光を透過または反射させつつ、蛍光体層14で変換された緑と赤や黄色の変換光を放射させて、変換光と吸収光を合わせて、または、変換光のみを利用し、様々な色の光に変換できる。
波長変換部材の製造方法の一例を説明する。図2は、本発明の波長変換部材の製造方法を示すフローチャートである。最初に蛍光体ペーストを作製する。まず、蛍光体粒子を準備する(ステップS1)。蛍光体粒子には、例えばYAG、LAG等の粒子を用いることができる。蛍光体粒子の平均粒子径は、1μm以上30μm以下であり、5μm以上20μm以下であることが好ましい。蛍光体の粒子径が5μm以上となることで、励起光(光源光)の吸収率が向上し、光の変換効率が向上するからである。また、20μm以下とすることで、蛍光体と無機材料で構成される蛍光体層の膜厚の均一性、発光の面内均一性が向上するからである。なお、本明細書において平均粒子径とは、メジアン径(D50)である。平均粒子径は、レーザ回折/散乱式粒子径分布測定装置の乾式測定または湿式測定を用いて計測することができる。
(試料の作製方法)
蛍光体粒子(YAG粒子)とα−テルピネオール(溶剤)を混合した分散材と、エチルシリケート(無機バインダ)をそれぞれ作製した。次に、分散材とエチルシリケートを7:3の質量割合で混合して蛍光体ペーストを作製した。そして、スクリーン印刷法を用いてサファイア基板に蛍光体ペーストを30μmの厚さになるよう塗布した。塗布後に150℃/hで350℃まで昇温し、30分焼成して蛍光体層を作製した。
熱処理していない蛍光体粒子(YAG粒子)、400〜1000℃の一定の温度で60分間熱処理した蛍光体粒子(YAG粒子)を準備した。これらの蛍光体粒子を用いて、上記の試料の作製方法と同じ方法で蛍光体層を作製し、被覆層のない波長変換部材を作製した。作製した波長変換部材に対して、透過型のレーザ照射試験(後述)を行った。そして、熱処理していない蛍光体粒子を用いた波長変換部材の発光強度を基準(100)とし、各温度で熱処理した蛍光体粒子を用いた波長変換部材の発光強度の相対値を算出した。その結果、蛍光体粒子としてYAG粒子を用いた場合、YAG粒子は熱処理温度の上昇により徐々に発光強度が小さくなり特性劣化は進むものの、合格基準(相対値で90)を切るのは900℃であった。
図3は、上記の製造方法で製造した実施例および比較例の試料の鉛筆硬度試験および発光強度試験の条件および結果を表す表である。被覆層の厚さは、各試料のSEM断面写真を1000倍の倍率で撮影し、等間隔で10本の垂線を引き、被覆層のトップ面から蛍光体層のトップ面の距離を測定し、10本の線の平均長さから被覆層の厚さを算出した。鉛筆硬度試験は、JIS K5600−5−4の引っかき硬度(鉛筆法)による試験を実施して被覆層および蛍光体層の膜の硬度を測定した。
12 基材
14 蛍光体層
16 被覆層
18 蛍光体粒子
20 結合材
22 空隙
700 評価システム
710 光源
720 平面凸レンズ
730 両凸レンズ
735 バンドパスフィルタ
740 パワーメータ
Claims (3)
- 基材と前記基材上に設けられ、吸収光に対し変換光を発する蛍光体粒子と透光性の無機材料と空隙とからなる蛍光体層を備える、特定範囲の波長の光を他の波長の光に変換する波長変換部材であって、
前記蛍光体層上に設けられ、前記蛍光体粒子の劣化温度以下の融点または軟化点を有する透光性の無機材料からなる被覆層と、を備え、
前記被覆層の厚さは、15μm以上25μm以下であることを特徴とする波長変換部材。 - 前記被覆層は、Si−Bi−B系材料で形成されていることを特徴とする請求項1記載の波長変換部材。
- 請求項1または請求項2記載の波長変換部材の製造方法であって、
蛍光体層上に前記蛍光体層を構成する蛍光体粒子の劣化温度よりも低い融点または軟化点を有する無機材料を含む被覆ペーストを塗布する工程と、
前記無機材料が軟化する温度で熱処理し、透光性を有する被覆層を形成する工程と、を含むことを特徴とする波長変換部材の製造方法。
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