WO2014119603A1 - 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 - Google Patents

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 Download PDF

Info

Publication number
WO2014119603A1
WO2014119603A1 PCT/JP2014/051914 JP2014051914W WO2014119603A1 WO 2014119603 A1 WO2014119603 A1 WO 2014119603A1 JP 2014051914 W JP2014051914 W JP 2014051914W WO 2014119603 A1 WO2014119603 A1 WO 2014119603A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
conversion member
light conversion
light
glass
phosphor
Prior art date
Application number
PCT/JP2014/051914
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
長嶋　達雄
谷田　正道
Original Assignee
旭硝子株式会社
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 旭硝子株式会社 filed Critical 旭硝子株式会社
Publication of WO2014119603A1 publication Critical patent/WO2014119603A1/ja

Links

Classifications

    • 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
    • C03C8/00—Enamels; Glazes; Fusion seal compositions being frit compositions having non-frit additions
    • C03C8/14—Glass frit mixtures having non-frit additions, e.g. opacifiers, colorants, mill-additions
    • C03C8/16—Glass frit mixtures having non-frit additions, e.g. opacifiers, colorants, mill-additions with vehicle or suspending agents, e.g. slip
    • 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
    • C03C8/00—Enamels; Glazes; Fusion seal compositions being frit compositions having non-frit additions
    • C03C8/02—Frit compositions, i.e. in a powdered or comminuted form
    • C03C8/04—Frit compositions, i.e. in a powdered or comminuted form containing zinc
    • 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
    • C09K11/02—Use of particular materials as binders, particle coatings or suspension media therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00—Electroluminescent light sources
    • H05B33/12—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces
    • H05B33/20—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces characterised by the chemical or physical composition or the arrangement of the material in which the electroluminescent material is embedded
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor 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
    • H01L33/48—Semiconductor 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
    • H01L33/50—Wavelength conversion elements
    • H01L33/501—Wavelength conversion elements characterised by the materials, e.g. binder
    • H01L33/502—Wavelength conversion materials

Definitions

  • White LEDs are used as a low-power white illumination light source, and are expected to be applied to illumination applications.
  • the white light of a white LED is light of yellow, green, red, etc., which is a blue light emitted from a blue LED element serving as a light source and a color (wavelength) of a part of the blue light converted by a phosphor. And is obtained by synthesizing
  • a member for converting the color (wavelength) of light from a light source (hereinafter abbreviated as a light converting member)
  • a configuration in which an inorganic phosphor is dispersed in glass is known (for example, Patent Document 1).
  • the light conversion member having such a configuration can use the high transmittance of glass, and can efficiently release heat generated from the light emitting element to the outside of the light conversion member. Moreover, the damage of the light conversion member (especially phosphor) by light and heat is low, and long-term reliability is obtained.
  • the quantum conversion yield cannot be increased beyond a certain level only by the configuration of the conventional light conversion member. Therefore, in order to achieve a desired quantum conversion yield, it is necessary to increase the thickness of the light conversion member. However, when the light conversion member is thick, the light transmittance is lowered, and the extraction efficiency of light emitted from the light source may be reduced.
  • an object of the present invention is to provide a light conversion member having a high quantum conversion yield. Moreover, it aims at provision of the manufacturing method of the light conversion member with a high quantum conversion yield.
  • the present inventors have found that there is a correlation between the quantum conversion yield of the phosphor in the light conversion member and the carbon content in the light conversion member, and the light conversion member of the present invention. It came to complete.
  • the inventors have found a method for bringing the carbon content in the light conversion member into a desired range, and have completed the method for producing the light conversion member of the present invention. Furthermore, it came to complete the outstanding illumination light source and liquid crystal display device which applied the light conversion member of this invention.
  • the light conversion member of the present invention is a light conversion member containing a phosphor and glass, and has a carbon content of 0.5 to 10 ppm.
  • the illumination light source of the present invention is characterized by having the light conversion member of the present invention and a light source capable of irradiating light to the outside through the light conversion member.
  • the liquid crystal display device of the present invention is a liquid crystal display device comprising a liquid crystal display panel and a backlight for illuminating the liquid crystal display panel, and the light conversion member of the present invention and the above-described backlight are used as the backlight. It has the illumination light source which consists of a light source which can irradiate light outside through a light conversion member.
  • the method for producing the light conversion member of the present invention is obtained by the kneading step of kneading the glass powder, the phosphor powder, the resin and the organic solvent, the molding step of molding the kneaded product obtained in the kneading step, and the molding step.
  • the firing step includes at least a firing atmosphere exceeding 10 3 Pa and oxygen
  • Tb is 450 ° C. or lower and Tb ⁇ Td satisfies 100 to 300 ° C.
  • the carbon content of the light conversion member of the present invention is controlled, and a high quantum conversion yield can be maintained.
  • the manufacturing method of the light conversion member of this invention can manufacture efficiently the light conversion member which controlled carbon content by having multiple baking processes and prescribing
  • the “light conversion member” refers to a light source that transmits a part of the light emitted from the light source, converts the wavelength of the remaining light, and combines the transmitted light and the converted light.
  • This light conversion member is particularly useful as a light conversion member for converting a blue light source into white.
  • an LED light emitting element is preferable as the light source.
  • This light conversion member contains a phosphor in glass.
  • the distribution of the phosphor is not particularly limited as long as the phosphor is contained in the glass. That is, the phosphor may be uniformly dispersed in the glass or may be unevenly distributed in a part of the glass. From the viewpoint of production efficiency, it is preferable that the phosphor is dispersed throughout the glass.
  • the present light conversion member has a carbon content of 0.5 to 10 ppm. If the carbon content is less than 0.5 ppm, the phosphor surface is oxidized and deactivated, and the quantum conversion yield may be reduced.
  • the carbon content is preferably 1 ppm or more, more preferably 1.5 ppm or more. When the carbon content exceeds 10 ppm, the phosphor surface is reduced and deactivated, or the glass is reduced and the transmittance of the light conversion member is lowered. In either case, the quantum conversion yield is lowered. There is a fear.
  • the carbon content is preferably 7 ppm or less, more preferably 5 ppm or less.
  • the carbon content is a value calculated by the following formula (1).
  • Carbon content mass of carbon / mass of light conversion member (1)
  • the mass of carbon can be measured, for example, as follows. A standard sample is weighed and heated, and the amount of carbon in the standard sample is measured in advance with a carbon analyzer. Next, the light conversion member is pulverized and weighed. The mixed sample obtained by adding the standard sample having the same mass as the previous standard sample and the weighed light conversion member is heated, and the carbon amount is measured in the same manner. The difference between the amount of carbon in the mixed sample and the amount of carbon in the standard sample measured previously is defined as the amount of carbon in the light conversion member.
  • the quantum conversion yield of this light conversion member is preferably 80% or more. If the quantum conversion yield is less than 80%, the thickness of the light conversion member must be increased in order to obtain a desired color. When the thickness is increased, the transmittance of the light conversion member may be reduced.
  • the quantum conversion yield of the light conversion member is more preferably 85% or more, and still more preferably 90% or more.
  • the quantum conversion yield is expressed as a ratio between the number of photons emitted from the sample as light emission and the number of photons absorbed by the sample when irradiated with excitation light. The number of photons is measured by the integrating sphere method.
  • the thickness of the light conversion member is preferably 50 to 500 ⁇ m. When the thickness of the light conversion member is 50 ⁇ m or more, handling of the light conversion member becomes easy, and cracking of the light conversion member can be suppressed particularly when cutting to a desired size.
  • the thickness of the light conversion member is more preferably 80 ⁇ m or more, further preferably 100 ⁇ m or more, and particularly preferably 120 ⁇ m or more. When the thickness of the light conversion member is 500 ⁇ m or less, the total light flux transmitted through the light conversion member can be maintained high.
  • the thickness of the light conversion member is preferably 400 ⁇ m or less, more preferably 300 ⁇ m or less, and particularly preferably 250 ⁇ m or less.
  • the thickness of the light conversion member may be selected from 250 to 500 ⁇ m in order to balance the total luminous flux and the light conversion efficiency.
  • the planar shape of the light conversion member is not particularly limited.
  • the shape of the light conversion member is manufactured according to the shape of the light source in order to prevent light leakage from the light source. Since the light source is generally rectangular or circular, the light conversion member is also preferably rectangular or circular.
  • the light converting member is preferably plate-shaped, that is, the cross-sectional shape is rectangular. The smaller the variation in the plate thickness in the light conversion member, the smaller the in-plane color variation, which is preferable.
  • the light conversion member is preferably made of a sintered body of a mixed powder of glass powder and phosphor powder.
  • the light conversion member is more preferably composed of a sintered body obtained by firing a slurry obtained by kneading the mixed powder, a resin and an organic solvent. More preferably, the slurry is made of a glass sheet obtained by coating a slurry on a transparent resin and drying the resulting green sheet.
  • the mixture of the resin and the organic solvent may be referred to as a vehicle.
  • the resin ethyl cellulose, nitrocellulose, acrylic resin, vinyl acetate, butyral resin, melamine resin, alkyd resin, rosin resin and the like can be used.
  • the organic solvent aromatic hydrocarbons, aliphatic hydrocarbons, alcohols, ethers, ketones, esters and the like can be used.
  • the vehicle may further contain a butyral resin, a melamine resin, an alkyd resin, a rosin resin, or the like.
  • the transparent resin for applying the slurry is not limited as long as a green sheet with a uniform film thickness is obtained.
  • Examples of the transparent resin include a PET film.
  • the phosphor and glass contents in the mixed powder are preferably 1 to 40% of the phosphor and 60 to 99% of the glass in terms of volume fraction.
  • the phosphor contains a volume fraction of 1% or more and glass at 99% or less, the wavelength of incident light can be sufficiently converted, and the quantum conversion yield can be maintained high, and light of a desired color can be obtained. It is done.
  • the volume fraction of the phosphor is more preferably 5% or more, further preferably 7% or more, and particularly preferably 10% or more.
  • the volume fraction of the glass powder is more preferably 95% or less, still more preferably 93% or less, and particularly preferably 90% or less.
  • volume fraction of the phosphor is more than 40% and the volume fraction of the glass is less than 60%, the sinterability of the mixture of the phosphor powder and the glass powder may be impaired, and the transmittance of the light conversion member may be lowered. There is. Moreover, there is a possibility that light of a desired color cannot be obtained due to an increase in converted fluorescent light.
  • the volume fraction of the phosphor is more preferably 35% or less, still more preferably 30% or less, and particularly preferably 25% or less.
  • the volume fraction of glass is more preferably 65% or more, still more preferably 70% or more, and particularly preferably 75% or more.
  • the fluorescent substance contained in this light conversion member can convert the wavelength of a light source, the kind will not be limited.
  • the phosphor include oxides, nitrides, oxynitrides, sulfides, oxysulfides, halides, aluminate chlorides, and halophosphates.
  • those that convert blue light into red, green, or yellow are preferable, and those that have an excitation band at a wavelength of 400 to 500 nm and have an emission peak ( ⁇ p ) at a wavelength of 500 to 700 nm are more preferable. preferable.
  • the phosphor need only contain one or more compounds selected from the group consisting of the above-described compounds as long as the light passing through the light conversion member is converted into a desired color.
  • One kind of compound may be mixed and contained, or any one of them may be contained alone. From the viewpoint of ease of color design, it is more preferable to contain any one of them alone.
  • the phosphor is preferably an oxide or aluminate chloride.
  • the phosphor of oxide or aluminate chloride is more preferably a garnet crystal.
  • the garnet-based crystal is excellent in water resistance and heat resistance, and when going through the manufacturing process of the light conversion member of the present invention, which will be described later, it is difficult for deactivation in slurry and deactivation during firing.
  • Examples of the garnet-based crystal include a composite oxide of yttrium and aluminum (Y 3 Al 5 O 12 or less, abbreviated as YAG in this specification), a composite oxide of lutetium and aluminum (Lu 3 Al 5 O 12 or less, (Abbreviated as LAG in this specification).
  • a phosphor made of CASN crystal such as (Ca (Sr) AlSiN 3 ) or SiAlON crystal is included as a phosphor capable of converting blue light into red. Is preferred.
  • the phosphor powder preferably has a 50% particle diameter (hereinafter abbreviated as 50% particle diameter) D 50 of 1 to 30 ⁇ m. If the 50% particle size D 50 of the phosphor powder is less than 1 ⁇ m, the specific surface area of the phosphor is increased, and there is a possibility that the phosphor powder is easily deactivated. Preferably it is 3 micrometers or more, More preferably, it is 5 micrometers or more, More preferably, it is 7 micrometers or more. If it exceeds 30 ⁇ m, the dispersion in the light conversion member after firing becomes poor, and the light conversion efficiency deteriorates. 50% particle diameter D 50 is more preferably 20 ⁇ m or less, more preferably 15 ⁇ m or less. In the present specification, the 50% particle size D 50 is a value calculated as a 50% value in the integrated% on a volume basis from the particle size distribution obtained by laser diffraction particle size distribution measurement.
  • 50% particle diameter D 50 is a value calculated as a 50% value in the integrated% on a volume
  • the glass contained in the light conversion member preferably has a glass transition point Tg of 300 to 550 ° C. When the glass transition point exceeds 550 ° C., the firing temperature when firing the light conversion member is increased, the carbon content in the light conversion member is decreased, and the quantum conversion yield of the light conversion member may be decreased. .
  • the glass transition point Tg is preferably 520 ° C. or lower, more preferably 500 ° C. or lower, and further preferably 480 ° C. or lower.
  • the glass transition point Tg is less than 300 ° C.
  • the firing temperature is low, and the decalcification temperature is higher than the temperature at which the glass flows. Therefore, the carbon content in the light conversion member increases, and the light conversion member The quantum conversion yield may be reduced.
  • the transmittance of the light conversion member is lowered, and the light emission efficiency of the light source may be lowered.
  • the glass transition point Tg is more preferably 340 ° C. or higher, and further preferably 380 ° C. or higher.
  • the glass is preferably composed mainly of a Bi 2 O 3 —B 2 O 3 —ZnO system. Among them, a glass containing Bi 2 O 3 3 to 30%, B 2 O 3 10 to 50%, and ZnO 0 to 45% in terms of mol% based on oxide is more preferable.
  • the glass contains 0 to 15% of Na 2 O and 0 to 15% of K 2 O.
  • the glass used for the light conversion member is particularly preferably a glass composed of the above components.
  • this preferable glass consists essentially of the above components, it may contain other components as long as the object of the present invention is not impaired.
  • Bi 2 O 3 is a component that lowers the Tg and raises the refractive index without lowering the chemical durability of the glass, and is an essential component in this system.
  • the content of Bi 2 O 3 is preferably 3 to 30%. If Bi 2 O 3 is less than 3%, the Tg of the glass powder is increased, which is not preferable. More preferably, it is 5% or more. On the other hand, if it exceeds 30%, the glass becomes unstable and tends to be crystallized, which may impair the sinterability. In addition, the absorption edge of the glass shifts to the long wavelength side and absorbs the blue light of the LED element.
  • the content of Bi 2 O 3 is more preferably 3 to 25%, further preferably 5 to 20%.
  • B 2 O 3 is a glass network former and is a component that can stabilize glass, and is an essential component in this system.
  • the content of B 2 O 3 is preferably 10 to 50%. If the content of B 2 O 3 is less than 10%, the glass becomes unstable, tends to be crystallized, and the sinterability may be impaired. On the other hand, if the content of B 2 O 3 exceeds 50%, the chemical durability of the glass may be lowered.
  • the content of B 2 O 3 is more preferably 15 to 45%, further preferably 20 to 40%.
  • ZnO is a component that lowers Tg and raises the refractive index, and is not an essential component in this system.
  • the content of ZnO is preferably 0 to 45%. If the ZnO content exceeds 45%, it will be difficult to vitrify, and it will be difficult to produce glass.
  • the content of ZnO is more preferably 5 to 40%, further preferably 5 to 35%.
  • SiO 2 is a component that increases the stability of the glass and is not an essential component in this system.
  • the content of SiO 2 is preferably 0 to 35%. If the content of SiO 2 exceeds 35%, Tg may be high.
  • the content of SiO 2 is more preferably 0 to 30%, further preferably 0 to 20%.
  • CaO, SrO, MgO and BaO alkaline earth metal oxides are components that increase the stability of the glass and lower the Tg, and are not essential components in this system.
  • the total amount of alkaline earth metal oxide is preferably 0 to 20%. If the total amount exceeds 20%, the stability of the glass is lowered. More preferably, the total amount is 18% or less. Further, BaO is preferable as the alkaline earth metal oxide.
  • MnO 2 nor CeO 2 is an essential component in this system, but is a component that is preferably contained because it functions as an oxidizing agent in the glass. In any case, reduction of Bi 2 O 3 in the glass can be prevented, so that this type of glass can be stabilized. Reduction of Bi 2 O 3 is not preferable because the glass is colored. Therefore, the contents of MnO 2 and CeO 2 are each preferably 0 to 1%. If the content exceeds 1%, coloring may increase. Preferably, it is 0 to 0.5%.
  • Alkali metal oxides of Li 2 O, Na 2 O and K 2 O are components that lower Tg and are not essential components in this system.
  • the total amount of alkali metal oxide is preferably 0 to 15%. If the total amount exceeds 15%, the refractive index may decrease, or the chemical durability of the glass may decrease. More preferably, it is 0 to 10%, and still more preferably 0 to 5%.
  • the glass may further include a glass that can degas the encapsulated foam.
  • a glass that can degas the encapsulated foam examples include elements that can have a plurality of oxidation numbers by changing the valence, such as metal compounds having oxidation catalytic properties such as copper chloride and antimony oxide.
  • the content of these components is preferably 0 to 15%.
  • the density of the glass is preferably 3.5 to 7.0 g / cm 3 . Outside this range, the difference in specific gravity with the phosphor increases, and the phosphor powder is not uniformly dispersed in the glass powder, and conversion efficiency may be reduced when the light conversion member is used.
  • the density is more preferably 3.7 to 6.5 g / cm 3 , still more preferably 4.1 to 6.0 g / cm 3 .
  • the refractive index of glass is preferably 1.65 to 2.10 at a wavelength of 633 nm. Outside this range, the difference in refractive index from the phosphor increases, and conversion efficiency may be reduced when a light conversion member is used.
  • the refractive index is more preferably 1.70 to 2.05, still more preferably 1.75 to 2.00.
  • Glass powder production method Components are prepared and mixed so as to have predetermined thermal characteristics, melted in an electric furnace or the like, and rapidly cooled to produce glass.
  • the obtained glass is pulverized and classified to produce glass powder.
  • 50% particle diameter D 50 of the glass powder is preferably less than 2.0 .mu.m.
  • D 50 in the 2.0 ⁇ m or more the phosphor powder is not uniformly dispersed in the glass powder, the conversion efficiency when the light converting member may be reduced.
  • D 50 is more preferably 1.5 ⁇ m or less, and still more preferably 1.4 ⁇ m or less.
  • the maximum particle diameter Dmax of the glass powder is preferably 30 ⁇ m or less.
  • D max is more than 30 ⁇ m, the phosphor powder is not uniformly dispersed in the glass powder, and when the light conversion member is manufactured, the conversion efficiency of the phosphor may be lowered.
  • D max is more preferably 20 ⁇ m or less, and still more preferably 15 ⁇ m or less.
  • D max is a value calculated by laser diffraction particle size distribution measurement.
  • Light source By combining the light conversion member and the light source obtained in this way and arranging the light source so that light can be emitted to the outside through the light conversion member, it can be used as an illumination light source that emits a desired color.
  • the light conversion member is preferably placed in contact with the light source because it prevents light leakage.
  • an LED light emitting element is preferable and a blue LED light emitting element is more preferable. If an LED light emitting element is used as a light source, it can be used as an LED illumination light source.
  • the liquid crystal display device in the present embodiment is a liquid crystal display device including a liquid crystal display panel and a backlight that illuminates the liquid crystal display panel, and the light conversion member and the light conversion member are used as a backlight.
  • an illumination light source comprising a light source capable of irradiating light to the outside.
  • the backlight used in the present embodiment includes the above-described light conversion member and a light source that can emit light to the outside through the light conversion member.
  • a light conversion member By combining the light conversion member and the light source obtained as described above, it can be suitably used as a backlight for a liquid crystal display device capable of obtaining a high luminance and a wide range of color reproducibility.
  • the light conversion member is preferably disposed in contact with the light source because it prevents light leakage.
  • a light source an LED light emitting element is preferable, a blue LED light emitting element is more preferable, and a backlight capable of irradiating white light is preferable.
  • the liquid crystal display panel used in the present embodiment is not particularly limited as long as it is a known liquid crystal display panel.
  • the liquid crystal display panel displays an image by providing an alignment film between two glass plates provided with a polarizing filter, changing the direction of liquid crystal molecules by applying a voltage, and increasing or decreasing light transmittance.
  • the light conversion member is preferably manufactured by kneading glass powder and phosphor powder, forming the powder into a desired shape, and firing it.
  • the kneading method is not particularly limited as long as a desired mixed state is obtained.
  • a known kneading method for example, a kneading method using a kneading apparatus such as a dissolver, a homomixer, a kneader, a roll mill, a sand mill, an attritor, a ball mill, a vibrator mill, a high-speed impeller mill, an ultrasonic homogenizer, and a shaker.
  • the molding method is not particularly limited as long as a desired shape can be imparted. Examples thereof include a press molding method, a roll molding method, and a doctor blade molding method.
  • a green sheet obtained by a doctor blade molding method is preferable because a light conversion member having a uniform film thickness can be efficiently produced in a large area.
  • the green sheet can be manufactured, for example, by the following process. Glass powder and phosphor powder are kneaded in a vehicle and defoamed to obtain a slurry. The slurry is coated on a transparent resin by a doctor blade method and dried. After drying, it is cut into a desired size and the transparent resin is peeled off to obtain a green sheet. Furthermore, a desired thickness can be ensured by pressing them into a laminate.
  • the vehicle is obtained by dissolving a resin in an organic solvent.
  • the resin and the organic solvent those described above can be used.
  • the vehicle is preferably contained in an amount of 3 to 10% based on mass based on 100% of the slurry. If it exceeds 10%, the amount of residual carbon may be excessive. Preferably it is 8% or less, More preferably, it is 7% or less. On the other hand, if it is 3% or less, the strength of the green sheet is lowered, and there is a fear that handling is required. Preferably it is 4% or more, More preferably, it is 5% or more.
  • a transparent resin if it has peelability, it will not specifically limit, PET film etc. are mentioned.
  • the mixing ratio of the glass powder and the phosphor powder is not particularly limited, but the volume fraction is preferably 1 to 40% for the phosphor powder and 60 to 99% for the glass powder.
  • the phosphor is contained at 1% or more and glass at 99% or less, the quantum conversion yield can be increased, incident light can be converted, and light of a desired color can be obtained.
  • the volume fraction of the phosphor is more preferably 5% or more, further preferably 7% or more, and particularly preferably 10% or more.
  • the volume fraction of the glass is more preferably 95% or less, still more preferably 93% or less, and particularly preferably 90% or less.
  • volume fraction of the phosphor is more than 40% and the volume fraction of the glass is less than 60%, the sinterability of the mixture of the phosphor powder and the glass powder may be impaired, and the transmittance of the light conversion member may be lowered. There is. In addition, the amount of fluorescent color light to be converted increases, and the desired white light may not be obtained.
  • the volume fraction of the phosphor is more preferably 35% or less, still more preferably 30% or less, and particularly preferably 25% or less.
  • the volume fraction of glass is more preferably 65% or more, still more preferably 70% or more, and particularly preferably 75% or more.
  • the firing step includes firing including at least a first firing step and a second firing step having different firing conditions.
  • firing in at least two different conditions in this way, the deashing of the resin and the organic solvent is promoted, the carbon content can be controlled, and furthermore, the generation of bubbles during the sintering of the glass powder can be suppressed.
  • the firing atmosphere is over 10 3 Pa and the oxygen concentration is 16% or more in the first firing step.
  • the firing atmosphere of the second firing step is 10 3 Pa or less or the oxygen concentration is 1 to 15%.
  • further firing is performed after the second firing step.
  • the firing atmosphere after the third firing step is preferably 10 3 Pa or less or an oxygen concentration of 1 to 15%. .
  • the pressure in the first firing step is preferably 10 4 Pa or more, more preferably an atmospheric pressure atmosphere or more, and further preferably an atmospheric pressure atmosphere.
  • the firing atmosphere after the second and third firing steps is not a reduced-pressure atmosphere as described above or an inert atmosphere with a low oxygen concentration, the phosphor surface is oxidized and deactivated, and the quantum conversion yield decreases. There is a risk.
  • the pressure is preferably 500 Pa or less, more preferably 100 Pa or less, and even more preferably 60 Pa or less.
  • the oxygen concentration is preferably 2 to 12%, more preferably 3 to 10%.
  • the gas in the inert atmosphere is not particularly limited, and examples thereof include nitrogen, argon, and helium.
  • the firing temperature is such that Td is 450 ° C. or less and Tb-Td is 100 to 300 ° C. where Td is the temperature of the first firing step and Tb is the temperature of the second firing step. To satisfy. When Td exceeds 450 ° C., the phosphor surface is oxidized and deactivated, and the quantum conversion yield may be reduced.
  • This Td is preferably 420 ° C. or lower, more preferably 400 ° C. or lower, and further preferably 380 ° C. or lower.
  • Td is less than 250 ° C.
  • the carbon in the green sheet is not sufficiently decalcified, the phosphor surface is reduced and deactivated, or the glass is reduced and the transmittance of the light conversion member is lowered, and the quantum conversion yield is reduced. There is a risk that the rate will decrease.
  • This Td is preferably 300 ° C. or higher, more preferably 320 ° C. or higher.
  • Tb in the second firing step is set so that Tb ⁇ Td is 100 to 300 ° C. If Tb-Td is less than 100 ° C., the glass powder cannot be sufficiently sintered, or the bubbles contained in the light conversion member cannot be sufficiently reduced, and the transmittance of the light conversion member may be reduced. Tb-Td is preferably 120 ° C. or higher, more preferably 150 ° C. or higher. On the other hand, if Tb-Td exceeds 300 ° C., the glass may flow and the sheet shape may not be maintained, or the glass may erode the surface of the phosphor and the phosphor may be deactivated. Tb-Td is preferably less than 270 ° C, more preferably less than 240 ° C.
  • an operation that causes further different firing conditions after firing in the second firing step may be added to perform 3 or more firings.
  • Tb ′ is a temperature that satisfies the condition that Tb′ ⁇ Td is less than 300 ° C.
  • the firing temperature Tb in the second firing step is preferably a temperature that satisfies (glass transition temperature Tg + 30 to 150 ° C.) after satisfying the above conditions. If Tb is less than Tg + 30 ° C., the glass powder cannot be sufficiently sintered, or the encapsulated foam of the light conversion member cannot be sufficiently reduced, and the transmittance of the light conversion member may be reduced. Tb is preferably Tg + 50 ° C. or higher, more preferably Tg + 70 ° C. or higher. On the other hand, if Tb exceeds Tg + 150 ° C., the glass flows and the sheet shape cannot be maintained, and the glass may erode the phosphor surface and the phosphor may be deactivated. Tb is preferably less than Tg + 130 ° C., more preferably less than Tg + 120 ° C.
  • td is preferably 1 to 10 hours
  • tb is preferably 0.5 to 4 hours.
  • Examples 1 to 13 Examples (Examples 1 to 13) and comparative examples (Examples 14 to 19) of the light conversion member of the present invention are shown in Tables 1 to 3, and glass compositions used for the light conversion member are shown in Table 4. In the table, “-” indicates that it has not been evaluated.
  • the following phosphors 1 to 3 were used as phosphor powders.
  • YAG phosphor powder having D 50 of 10 ⁇ m and excitation of 460 nm and a phosphor peak wavelength of about 555 nm was used.
  • D 50 was used 21 [mu] m, the LAG phosphor powder phosphor having a peak wavelength of about 541nm at 460nm excitation.
  • D 50 was used 25 [mu] m, the YAG phosphor powder phosphor having a peak wavelength of about 575nm at 460nm excitation.
  • the raw materials of each component were prepared so as to have the compositions indicated in Table 4 in terms of mol% based on oxides, and glass raw materials were mixed. This was heated in an electric furnace at 1200 to 1400 ° C. in a platinum crucible and melted, and a part of the melt was quenched with a rotating roll to form a glass ribbon. A part of the melt was cooled after molding to obtain a glass plate.
  • the obtained glass ribbon was pulverized with a ball mill, passed through a sieve having a mesh with a mesh size of 150 ⁇ m, and further subjected to air classification to obtain powders of glass 1 to 3 (glass powder).
  • the glass transition point Tg of the obtained glass powder was measured using a differential thermal analyzer (manufactured by Rigaku Corporation, trade name: TG8110). Further, the 50% particle size D 50 is a laser diffraction particle size distribution measurement (manufactured by Shimadzu Corporation, apparatus name: SALD2100) was calculated by. The results are shown in Table 4.
  • the density d of the obtained glass plate was measured by Archimedes method. Further, after processing the glass plate into a plate shape having a thickness of 2 mm and a size of 20 mm ⁇ 20 mm, both surfaces thereof are mirror-polished to obtain a sample plate. It was measured. The results are shown in Table 4.
  • Example 1 Glass 1 and phosphor 1 were mixed so as to be 88% by volume of glass powder and 12% by volume of phosphor powder, kneaded with a vehicle, and defoamed to obtain a slurry.
  • the vehicle was prepared by dissolving 25 parts by mass of an acrylic resin in 75 parts by mass of a mixed solvent of toluene, xylene, isopropanol and 2-butanol, and the vehicle was added so that the amount of the vehicle was 5.6% by mass in the slurry.
  • a mixed solvent of toluene, xylene, isopropanol, and 2-butanol was used as a dilution solvent, and the slurry was adjusted to a viscosity of about 5000 cP (centipoise).
  • This slurry was applied to a PET film (manufactured by Teijin Limited) by the doctor blade method. This was dried in a drying furnace for about 30 minutes, cut into a size of about 7 cm square, and the PET film was peeled off to obtain a green sheet having a thickness of about 0.5 to 0.7 mm.
  • Examples 2 to 19 Green sheets of Examples 2 to 19 were formed in the same manner as Example 1 except that the types and volume fractions of the glass powder and phosphor powder used were as shown in Tables 1 to 3. The green sheets thus obtained were fired under the conditions shown in Tables 1 to 3 to obtain light conversion members.
  • “O 2 : 5.2%”, “O 2 : 0.8%” and “O 2 : 0%” in the table indicate that the carrier gas is nitrogen and the oxygen concentration in the nitrogen gas is 5 .2 vol%, 0.8 vol% and 0 vol%, indicating an atmosphere of 1 atm.
  • the light conversion members of Examples 1 to 19 thus obtained were measured for quantum conversion yield, fluorescence peak wavelength ⁇ p , transmittance, and carbon content. These results are also shown in Tables 1 to 3.
  • the quantum conversion yield of the light conversion member was measured at an excitation light wavelength of 460 nm using an absolute PL quantum yield measuring apparatus (manufactured by Hamamatsu Photonics, trade name: Quantauru-QY). At the same time, the fluorescence peak wavelength ⁇ p is also obtained.
  • the transmittance of the light conversion member was measured with a C light source using a haze measuring apparatus (trade name: Haze Meter HZ-2, manufactured by Suga Test Instruments Co., Ltd.).
  • the carbon content of the light conversion member was measured using a residual carbon analyzer (trade name: EMAIA-320V, manufactured by HORIBA) and evaluated by the above formula (1).
  • a standard sample in which 1.5 g of W (tungsten) and 0.3 g of Sn (tin) are weighed and mixed is heated, and the amount of carbon is measured in advance. Thereafter, 1.5 g of W and 0.3 g of Sn are weighed again, and about 0.3 g of the pulverized product of the light conversion member is weighed and mixed, the mixture is heated, and the amount of carbon is measured in the same manner.
  • a value obtained by subtracting the carbon amount of the mixture containing the pulverized product of the light conversion member by the carbon amount of the standard sample is defined as the carbon content of the light conversion member.
  • Examples 1 to 13 have a carbon content in the range of 0.5 to 10 ppm, and the quantum conversion yield is as high as 80% or more.
  • the first firing atmosphere is air
  • the second firing atmosphere is a reduced pressure of 10 3 Pa or less or the oxygen concentration is 1 to 15%.
  • Td is 450 ° C. or lower
  • Tb ⁇ Td satisfies 100 to 300 ° C. Therefore, the carbon content is included in the range specified in the present invention.
  • the carbon content was not measured directly, but the formation of slurry that affects the carbon content and the subsequent firing conditions were the same as in Example 2. It is estimated that it is equivalent to 2.
  • Example 7 Although the carbon content of Example 7 is not directly measured, it is estimated that the carbon content is 1.7 ppm or less because Tb is higher than that of Example 6.
  • Example 11 is also different in glass, the firing conditions are the same as in Example 2, and therefore the amount of carbon is presumed to be the same as in Example 2.
  • Example 13 the second firing atmosphere is different from Example 2, but it is also assumed that the amount of carbon in Example 13 falls within the range of 0.5 to 10 ppm from the relationship between the amount of carbon in Examples 2 and 6 as well. Is done.
  • the first baking atmosphere is under reduced pressure or low oxygen concentration, and the carbon content is more than 10 ppm. Very low.
  • Example 15 (Comparative Example)
  • Td was higher than 450 ° C.
  • Examples 16 and 17 (Comparative Example)
  • the second firing atmosphere was air, so the carbon content was less than 0.5 ppm, and the phosphor was oxidized. Inactivated and the quantum conversion yield is low.
  • Example 17 is estimated to have the same amount of carbon as Example 16.
  • Example 19 (Comparative Example) has a low quantum conversion yield because the phosphor or glass is reduced because the oxygen concentration is less than 1% in the second firing atmosphere.
  • the light conversion member of the present invention Since the light conversion member of the present invention has a high quantum conversion yield, it is suitable for use as a lighting application by converting light from a light source into a desired color.

Landscapes

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

Abstract

　量子変換収率の高い光変換部材の提供を目的とする。また、量子変換収率の高い光変換部材の製造方法の提供を目的とする。蛍光体と、ガラスとを含み、カーボン含有量が０．５～１０ｐｐｍである光変換部材。ガラス粉末、蛍光体粉末、樹脂および有機溶媒を混練する混練工程、混練工程で得られた混練物を成形する成形工程、成形工程で得られた成形物を焼成する焼成工程を含み、焼成工程は、少なくとも焼成雰囲気が１０３Ｐａ超かつ酸素濃度が１６％以上である第１の焼成工程と、焼成雰囲気が１０３Ｐａ以下または酸素濃度が１～１５％である第２の焼成工程とを含み、第１の焼成工程の温度をＴｄ、第２の焼成工程の温度をＴｂとしたとき、Ｔｄが４５０℃以下、かつＴｂ－Ｔｄが１００～３００℃を満たす光変換部材の製造方法。

Description

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
　本発明は光源の色を変換するための光変換部材、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。一般に、白色ＬＥＤの白色光は、光源となる青色ＬＥＤ素子から発せられる青色光と、その青色光の一部を蛍光体により光の色（波長）を変換した、黄色、緑色、赤色等の光とを合成して得られる。
　従来、光源の光の色（波長）を変換する部材（以下、光変換部材と略す）として、ガラス中に無機蛍光体を分散した構成が知られている（例えば、特許文献１）。このような構成の光変換部材は、ガラスの高い透過率を利用でき、さらに、発光素子から発せられる熱を光変換部材の外部に効率よく放出できる。また、光や熱による光変換部材（特に、蛍光体）の損傷も低く、長期の信頼性が得られる。
特開２００３－２５８３０８号 特開２００７－３１１７４３号
　しかしながら、従来の光変換部材の構成のみでは、量子変換収率を一定以上高くできなかった。そのため、所望の量子変換収率を達成するためには、光変換部材を厚くする必要があった。ところが、光変換部材が厚くなると、光の透過率が低くなり、光源から発せられる光の取り出し効率が低下するおそれがあった。
　上記問題に鑑み、本発明は、量子変換収率の高い光変換部材の提供を目的とする。また、量子変換収率の高い光変換部材の製造方法の提供を目的とする。
　本発明者らは、鋭意検討した結果、光変換部材中の蛍光体の量子変換収率と、光変換部材中のカーボン含有量との間に相関があることを見出し、本発明の光変換部材を完成するに到った。また、光変換部材中のカーボン含有量を所望の範囲にする方法を見出し、本発明の光変換部材の製造方法を完成するに到った。さらに、本発明の光変換部材を適用した優れた照明光源、液晶表示装置を完成するに到った。
　すなわち、本発明の光変換部材は、蛍光体と、ガラスとを含む光変換部材であって、カーボン含有量が０．５～１０ｐｐｍであることを特徴とする。
　また、本発明の照明光源は、上記本発明の光変換部材と、該光変換部材を通して外部へ光を照射可能な光源と、を有することを特徴とする。
　また、本発明の液晶表示装置は、液晶表示パネルと、該液晶表示パネルを照明するバックライトと、を備えた液晶表示装置であって、前記バックライトとして、上記本発明の光変換部材および前記光変換部材を通して外部に光を照射可能な光源からなる照明光源を有することを特徴とする。
　また、本発明の光変換部材の製造方法は、ガラス粉末、蛍光体粉末、樹脂および有機溶媒を混練する混練工程、前記混練工程で得られた混練物を成形する成形工程、前記成形工程で得られた成形物を焼成する焼成工程、を含む請求項１～９のいずれか１項に記載の光変換部材の製造方法であって、前記焼成工程は、少なくとも焼成雰囲気が１０３Ｐａ超かつ酸素濃度が１６％以上である第１の焼成工程と、焼成雰囲気が１０３Ｐａ以下または酸素濃度が１～１５％である第２の焼成工程とを含み、前記第１の焼成工程の温度をＴｄ、前記第２の焼成工程の温度をＴｂとしたとき、Ｔｄが４５０℃以下、かつＴｂ－Ｔｄが１００～３００℃を満たすことを特徴とする。
　本発明の光変換部材は、カーボン含有量が制御されており、高い量子変換収率を維持できる。また、本発明の光変換部材の製造方法は、焼成工程を複数有し、その雰囲気と焼成温度を規定することで、カーボン含有量を制御した光変換部材を効率よく製造できる。本発明の照明光源は、そのような高い量子変換収率を有する光変換部材を使用するため、白色度の高い安定した照明が得られ、本発明の液晶表示装置は、その照明光源を適用しているため、発光変換効率が良好で、低消費電力が期待でき、さらに色再現性が高く、高精細な表現が可能である。
［光変換部材］
　本発明の光変換部材（以下、本光変換部材）について説明する。本発明において、「光変換部材」とは、光源から発せられた光の一部を透過し、残部の光の波長を変換し、透過する光と波長を変換した光を合成することにより、光源の光の色を所望の色に変換する部材をいう。本光変換部材は、青色光源を白色に変換するための光変換部材として特に有用である。また、光源としてはＬＥＤ発光素子が好ましい。
　本光変換部材は、ガラス中に蛍光体を含有する。上記した光変換部材としての機能を発揮する限りにおいて、蛍光体はガラス中に含有されていれば、その分布は特に限定されない。すなわち、蛍光体がガラス中に均一に分散されていても、ガラス中の一部に偏在していてもよい。製造効率の観点から、蛍光体はガラス中全体に分散されている構成が好ましい。
　本光変換部材は、カーボン含有量が０．５～１０ｐｐｍである。カーボン含有量が０．５ｐｐｍ未満では、蛍光体表面が酸化されて失活し、量子変換収率が低下するおそれがある。カーボン含有量は、好ましくは１ｐｐｍ以上、より好ましくは１．５ｐｐｍ以上である。カーボン含有量が、１０ｐｐｍ超では、蛍光体表面が還元されて失活するか、またはガラスが還元されて光変換部材の透過率が低下してしまい、いずれの場合も量子変換収率が低下するおそれがある。カーボン含有量は、好ましくは７ｐｐｍ以下、より好ましくは５ｐｐｍ以下である。
　本明細書において、カーボン含有量は、下記式（１）で算出される値である。
カーボン含有量＝カーボンの質量／光変換部材の質量　・・・（１）
カーボンの質量は、例えば、次のようにして測定できる。標準試料を秤量して加熱し、予め標準試料中のカーボン量を炭素分析装置で測定する。次に、光変換部材を粉砕し、秤量する。先の標準試料と同じ質量の標準試料と秤量した光変換部材を足し合わせた混合試料を加熱し、同様にカーボン量を測定する。混合試料中のカーボン量と先に測定した標準試料中のカーボン量との差を光変換部材中のカーボン量とする。
　本光変換部材の量子変換収率は８０％以上が好ましい。量子変換収率が８０％未満では、所望の色を得るために、光変換部材の厚みを大きくしなければならない。厚みが大きくなると、光変換部材の透過率が低下するおそれがある。光変換部材の量子変換収率は、より好ましくは８５％以上、さらに好ましくは９０％以上である。なお、上記量子変換収率は、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る。上記フォトン数は、積分球法で測定する。
　本光変換部材は、量子変換収率が高いので、光変換部材を薄くしても、上記した光変換部材の機能を発揮できる。光変換部材の厚みは５０～５００μｍが好ましい。光変換部材の厚みが５０μｍ以上では、光変換部材のハンドリングが容易になり、特に所望の大きさにカットする際に光変換部材の割れを抑制できる。光変換部材の厚みは、より好ましくは８０μｍ以上、さらに好ましくは１００μｍ以上、特に好ましくは１２０μｍ以上である。光変換部材の厚みが５００μｍ以下では、光変換部材を透過する全光束量を高く維持できる。光変換部材の厚みは、好ましくは４００μｍ以下、さらに好ましくは３００μｍ以下、特に好ましくは２５０μｍ以下である。
　なお、用いる蛍光体が著しく高価な場合、光変換部材に含有させる蛍光体量を極力抑えたいため、全光束量を犠牲にしても光変換部材厚みを大きくして光変換効率を担保させる可能性がある。その場合、全光束量と光変換効率のバランスをとって、光変換部材の厚みを２５０～５００μｍの間で選択することがある。
　本光変換部材の平面形状は特に限定されない。例えば、光変換部材が光源と接して使用される場合、光源からの光の漏れを防ぐために、光変換部材の形状は光源の形状に合わせて製造される。光源は矩形状または円状が一般的であるため、光変換部材も矩形状または円状が好ましい。また、本光変換部材は板状、すなわち断面形状は矩形状が好ましい。光変換部材内で板厚にばらつきが小さいほど、面内の色のばらつきを小さくでき好ましい。
　本光変換部材は、ガラス粉末と蛍光体粉末の混合粉末の焼結体からなることが好ましい。また、本光変換部材は、上記混合粉末と樹脂および有機溶媒を混練して得られるスラリーを焼成して得られる焼結体からなることがより好ましい。上記スラリーを透明樹脂に塗工し、乾燥させて得られるグリーンシートを焼結して得られるガラスシートからなることがさらに好ましい。なお、本明細書において上記樹脂および有機溶媒の混合物をビヒクルということもある。
　上記樹脂としては、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、上記有機溶媒としては、芳香族炭化水素、脂肪族炭化水素、アルコール、エーテル、ケトン、エステル類などを使用できる。なお、グリーンシートの強度を向上するために、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、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。この透明樹脂としては、例えば、ＰＥＴフィルムなどが挙げられる。
　上記混合粉末中の蛍光体とガラスの含有量は、体積分率で、蛍光体を１～４０％としガラスを６０～９９％とすることが好ましい。
　蛍光体を体積分率で、１％以上かつガラスを９９％以下で含有すれば、入射光の波長を十分に変換でき、かつ、量子変換収率を高く維持でき、所望の色の光が得られる。蛍光体の体積分率は、より好ましくは５％以上、さらに好ましくは７％以上、特に好ましくは１０％以上である。ガラス粉末の体積分率は、より好ましくは９５％以下、さらに好ましくは９３％以下、特に好ましくは９０％以下である。
　蛍光体の体積分率が４０％超で、ガラスの体積分率が６０％未満では、蛍光体粉末とガラス粉末の混合体の焼結性を損ね、さらに光変換部材の透過率が低くなるおそれがある。また、変換される蛍光色の光が多くなり、所望の色の光が得られないおそれがある。蛍光体の体積分率は、より好ましくは３５％以下、さらに好ましくは３０％以下、特に好ましくは２５％以下である。ガラスの体積分率は、より好ましくは６５％以上、さらに好ましくは７０％以上、特に好ましくは７５％以上である。
（蛍光体）
　本光変換部材に含有する蛍光体は、光源の波長を変換できるものであれば、その種類は限定されない。上記蛍光体としては、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が挙げられる。上記した蛍光体の中でも、青色の光を赤、緑または黄色に変換するものが好ましく、波長４００～５００ｎｍに励起帯を有し、波長５００～７００ｎｍに発光ピーク（λｐ）を有するものがより好ましい。
　蛍光体は、光変換部材を通過する光が所望の色に変換されるのであれば、上記した化合物からなる群から選ばれる１以上の化合物を含有していればよく、具体的には、複数種の化合物を混合して含有していてもよいし、いずれか１つを単独で含有してもよい。色設計の容易さの観点から、いずれか１つを単独で含有することがより好ましい。
　また、量子変換収率を高くする観点から、蛍光体は酸化物またはアルミン酸塩化物が好ましい。酸化物またはアルミン酸塩化物の蛍光体としては、ガーネット系結晶がより好ましい。ガーネット系結晶は耐水性や耐熱性に優れ、後述する本発明の光変換部材の製造工程を経る場合、スラリー中における失活や焼成中の失活がおきにくい。上記したガーネット系結晶としては、イットリウムとアルミニウムの複合酸化物（Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２　以下、本明細書ではＹＡＧと略す）や、ルテチウムとアルミニウムの複合酸化物（Ｌｕ３Ａｌ５Ｏ１２　以下、本明細書ではＬＡＧと略す）が挙げられる。
　また、合成光に赤色成分を含有させる場合には、青色光を赤色に変換可能な蛍光体として（Ｃａ（Ｓｒ）ＡｌＳｉＮ３）等のＣＡＳＮ系結晶やＳｉＡｌＯＮ系結晶からなる蛍光体を含有させることが好ましい。
　蛍光体粉末の５０％粒子直径（以下、本明細書では５０％粒径と略す）Ｄ５０は、１～３０μｍが好ましい。蛍光体粉末の５０％粒径Ｄ５０が１μｍ未満であると、蛍光体の比表面積が大きくなり、失活しやすくなるおそれがある。好ましくは３μｍ以上、より好ましくは５μｍ以上、さらに好ましくは７μｍ以上である。３０μｍ超では、焼成後の光変換部材中で分散が悪くなり、光の変換効率が悪くなる。５０％粒径Ｄ５０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、５０％粒径Ｄ５０は、レーザ回折式粒度分布測定により得られた粒度分布から、体積基準での積算％における５０％値として算出した値である。
（ガラス）
　次に、本光変換部材に含有するガラスについて説明する。本光変換部材に含有するガラスは、ガラス転移点Ｔｇが３００～５５０℃を有することが好ましい。ガラス転移点が５５０℃超では、本光変換部材を焼成する際の焼成温度が高くなり、光変換部材中のカーボン含有量が低下し、光変換部材の量子変換収率が低下するおそれがある。ガラス転移点Ｔｇは、好ましくは５２０℃以下、より好ましくは５００℃以下、さらに好ましくは４８０℃以下である。
　一方で、ガラス転移点Ｔｇが３００℃未満では焼成温度が低く、ガラスが流動する温度よりも脱灰温度の方が高くなるため、光変換部材中のカーボン含有量が多くなり、光変換部材の量子変換収率が低下するおそれがある。また、光変換部材の透過率が低下し、光源の発光効率が低くなるおそれがある。ガラス転移点Ｔｇは、より好ましくは３４０℃以上、さらに好ましくは３８０℃以上である。
　ガラスは、Ｂｉ２Ｏ３－Ｂ２Ｏ３－ＺｎＯ系を主成分とすることが好ましい。中でも、酸化物基準のモル％表示で、Ｂｉ２Ｏ３３～３０％、Ｂ２Ｏ３１０～５０％、ＺｎＯ０～４５％を含有するガラスがより好ましい。
　Ｂｉ２Ｏ３　３～３０％、Ｂ２Ｏ３　１０～５０％、ＺｎＯ　０～４５％、ＳｉＯ２　０～３５％、ＢａＯ　０～２０％、ＭｎＯ２　０～１％、ＣｅＯ２　０～１％、Ｎａ２Ｏを０～１５％、Ｋ２Ｏを０～１５％を含有するガラスがさらに好ましい。
　本光変換部材に使用するガラスは、上記成分からなるガラスが特に好ましい。この好ましいガラスは実質的に上記成分からなるが、本発明の目的を損なわない範囲でその他の成分を含有していてもよい。
　Ｂｉ２Ｏ３は、ガラスの化学的耐久性を下げることなく、Ｔｇを低くする、かつ屈折率を高くする成分であり、この系では、必須の成分である。Ｂｉ２Ｏ３の含有量は、３～３０％が好ましい。Ｂｉ２Ｏ３が３％未満では、ガラス粉末のＴｇが高くなり好ましくない。より好ましくは５％以上である。一方、３０％超では、ガラスが不安定になり、結晶化しやすく焼結性を損ねるおそれがある。さらに、ガラスの吸収端が長波長側にシフトし、ＬＥＤ素子の青色光を吸収してしまう、また、屈折率が高くなり過ぎて蛍光体との屈折率差が大きくなり、ＬＥＤの発光効率が低くなるおそれがある。Ｂｉ２Ｏ３の含有量は、３～２５％がより好ましく、５～２０％がさらに好ましい。
　Ｂ２Ｏ３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。Ｂ２Ｏ３の含有量は、１０～５０％が好ましい。Ｂ２Ｏ３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、Ｂ２Ｏ３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。Ｂ２Ｏ３の含有量は、１５～４５％がより好ましく、２０～４０％がさらに好ましい。
　ＺｎＯは、Ｔｇを下げる、かつ屈折率を高くする成分であり、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の含有量は、５～４０％がより好ましく、５～３５％がさらに好ましい。
　ＳｉＯ２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。ＳｉＯ２の含有量は、０～３５％が好ましい。ＳｉＯ２の含有量が、３５％超では、Ｔｇが高くなるおそれがある。ＳｉＯ２の含有量は、０～３０％がより好ましく、０～２０％がさらに好ましい。
　ＣａＯ、ＳｒＯ、ＭｇＯおよび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、Ｔｇ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。上記合計量が、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。
　ＭｎＯ２およびＣｅＯ２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、含有することが好ましい成分である。いずれもガラス中のＢｉ２Ｏ３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。Ｂｉ２Ｏ３が還元されると、ガラスが着色するため、好ましくない。そのため、ＭｎＯ２およびＣｅＯ２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。好ましくは０～０．５％である。
　Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏのアルカリ金属酸化物は、Ｔｇを下げる成分であり、この系では必須成分ではない。アルカリ金属酸化物の合計量は０～１５％が好ましい。上記合計量が１５％超では、屈折率が低下したり、ガラスの化学的耐久性が低下したり、するおそれがある。より好ましくは０～１０％、さらに好ましくは０～５％である。
　ガラスは、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。これらの成分の含有量は、０～１５％が好ましい。
　ガラスの密度は３．５～７．０ｇ／ｃｍ３であることが好ましい。この範囲を外れると蛍光体との比重差が大きくなり、蛍光体粉末がガラス粉末中に均一に分散されなくなり、光変換部材にした場合に変換効率が低下するおそれがある。密度はより好ましくは３．７～６．５ｇ／ｃｍ３、さらに好ましくは４．１～６．０ｇ／ｃｍ３である。
　ガラスの屈折率は、波長６３３ｎｍにおいて、１．６５～２．１０であることが好ましい。この範囲を外れると蛍光体との屈折率差が大きくなり、光変換部材にした場合に変換効率が低下するおそれがある。屈折率はより好ましくは１．７０～２．０５、さらに好ましくは１．７５～２．００である。
（ガラス粉末の製造方法）
　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。得られたガラスを粉砕し、分級してガラス粉末を製造する。ガラス粉末の５０％粒径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、光変換部材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、光変換部材を製造した場合に、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、Ｄｍａｘはレーザ回折式粒度分布測定により算出した値である。
［照明光源］
　このようにして得られた光変換部材と光源とを組合せ、該光変換部材を通して外部へ光を照射可能なように光源を配置することで、所望の色を発する照明光源として利用できる。光変換部材は、光源と接して置かれると、光の漏れを防げるため好ましい。また、光源としては、ＬＥＤ発光素子が好ましく、青色ＬＥＤ発光素子がより好ましい。ＬＥＤ発光素子を光源として使用すれば、ＬＥＤ照明光源として利用できる。
［液晶表示装置］
　さらに、上記した光変換部材を光源と組み合わせて、液晶表示装置を構成する場合を説明する。すなわち、本実施形態における液晶表示装置は、液晶表示パネルと、該液晶表示パネルを照明するバックライトと、を備えた液晶表示装置であって、バックライトとして、上記光変換部材および該光変換部材を通して外部に光を照射可能な光源からなる照明光源を有することを特徴とする。
（バックライト）
　本実施形態で使用するバックライトは、上記説明した光変換部材と、該光変換部材を通して外部へ光を照射可能な光源と、から構成される。
　上記のようにして得られた光変換部材と光源とを組合せることで、高輝度かつ広範囲な色再現性が得られる液晶表示装置用のバックライトとして好適に利用できる。光変換部材は、光源と接して配置されると、光の漏れを防げるため好ましい。また、光源としては、ＬＥＤ発光素子が好ましく、青色ＬＥＤ発光素子がより好ましく、バックライトは白色光を照射可能とするものが好ましい。
（液晶表示パネル）
　本実施形態で使用する液晶表示パネルは、公知の液晶表示パネルであれば特に限定されずに使用できる。液晶表示パネルは、偏光フィルタを備える２枚のガラス板の間に配向膜を設け、電圧をかけることによって液晶分子の向きを変えて、光の透過率を増減させることで像を表示する。
　このように構成される液晶表示装置では、バックライトに本発明の照明光源を用いるため、例えば、光の３原色による色域が広い明るい白色光で、液晶表示パネルを照明することができる。よって、液晶表示パネルの表示画面において輝度の高い純白色を得ることができ、色再現性が良好で表示画面の品質の向上を図ることができる。
［光変換部材の製造方法］
　次に本光変換部材の製造方法について説明する。本光変換部材は、ガラス粉末と蛍光体粉末を混練し、所望の形状に成形し、焼成して製造することが好ましい。混練法としては所望の混合状態になれば、特に制限されない。混練にあたっては、公知の混練方法、例えば、ディゾルバー、ホモミキサー、ニーダー、ロールミル、サンドミル、アトライター、ボールミル、バイブレーターミル、高速インペラーミル、超音波ホモジナイザー、振とう機等の混練装置を使用した混練方法が挙げられる。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、または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得られるグリーンシートは、均一な膜厚の光変換部材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。上記スラリーをドクターブレード法により、透明樹脂上に塗工し、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。
　上記ビヒクルは、樹脂を有機溶媒に溶解したものである。樹脂および有機溶媒は、上述した物を使用できる。上記ビヒクルは、質量基準で、スラリー１００％に対し、３～１０％含有することが好ましい。１０％超では、残カーボン量が多くなりすぎるおそれがある。好ましくは８％以下、より好ましくは７％以下である。また、３％以下ではグリーンシートの強度が低下し、取り扱いに注意を要するおそれがある。好ましくは４％以上、より好ましくは５％以上である。また、透明樹脂としては、剥離性を有するものであれば、特に限定されず、ＰＥＴフィルムなどが挙げられる。
　ガラス粉末と蛍光体粉末の混合割合は、特に限定されないが、体積分率で、蛍光体粉末を１～４０％、ガラス粉末を６０～９９％が好ましい。
　蛍光体を１％以上かつガラスを９９％以下で含有すれば、量子変換収率を高くでき、入射光を変換でき、所望の色の光が得られる。蛍光体の体積分率は、より好ましくは５％以上、さらに好ましくは７％以上、特に好ましくは１０％以上である。ガラスの体積分率は、より好ましくは９５％以下、さらに好ましくは９３％以下、特に好ましくは９０％以下である。
　蛍光体の体積分率が４０％超で、ガラスの体積分率が６０％未満では、蛍光体粉末とガラス粉末の混合体の焼結性を損ね、さらに光変換部材の透過率が低くなるおそれがある。また、変換される蛍光色の光が多くなり、所望の白色光が得られないおそれがある。蛍光体の体積分率は、より好ましくは３５％以下、さらに好ましくは３０％以下、特に好ましくは２５％以下である。ガラスの体積分率は、より好ましくは６５％以上、さらに好ましくは７０％以上、特に好ましくは７５％以上である。
　本光変換部材の製造において、焼成工程は、少なくとも第１の焼成工程とそれとは異なる焼成条件の第２の焼成工程を含んで焼成を行うものである。このように少なくとも２つの異なる条件で焼成することにより、樹脂と有機溶媒の脱灰を促進して、カーボン含有量の制御が可能となり、さらに、ガラス粉末の焼結中における気泡発生を抑制できるため好ましい。また、製造効率を高める観点からも、２つの異なる条件を有することが好ましい。
　焼成雰囲気は、第１の焼成工程では１０３Ｐａ超かつ酸素濃度が１６％以上である。次いで、第２の焼成工程の焼成雰囲気は１０３Ｐａ以下または酸素濃度が１～１５％である。３以上の異なる焼成を有する場合には、第２の焼成工程の後に、さらに焼成を行うが、第３の焼成工程以降の焼成雰囲気は、１０３Ｐａ以下もしくは酸素濃度が１～１５％が好ましい。
　第１の焼成工程の焼成雰囲気が減圧下、もしくは不活性雰囲気下であると、グリーンシート中の脱灰が十分でなく、カーボン量を低減できない。そのため、蛍光体表面が還元されて失活、またはガラスが還元されて光変換部材の透過率が低下し、量子変換収率が低下するおそれがある。第１の焼成工程の圧力は、１０４Ｐａ以上が好ましく、大気圧雰囲気以上がより好ましく、大気圧雰囲気がさらに好ましい。
　第２および第３の焼成工程以降の焼成雰囲気を上記のような減圧雰囲気下または酸素濃度が低い不活性雰囲気下としないと、蛍光体表面が酸化されて失活し、量子変換収率が低下するおそれがある。減圧雰囲気下で焼成する場合、その圧力は好ましくは５００Ｐａ以下、より好ましくは１００Ｐａ以下、さらに好ましくは６０Ｐａ以下である。不活性雰囲気下で焼成する場合、酸素濃度は好ましくは２～１２％、より好ましくは３～１０％である。不活性雰囲気におけるガスは特に限定されないが、窒素、アルゴン、ヘリウムなどがあげられる。
　本光変換部材の製造において焼成温度は、第１の焼成工程の温度をＴｄ、第２の焼成工程の温度をＴｂとしたときに、Ｔｄが４５０℃以下、かつＴｂ－Ｔｄが１００～３００℃を満たすようにする。Ｔｄが４５０℃超では、蛍光体表面が酸化されて失活し、量子変換収率が低下するおそれがある。このＴｄは、好ましくは４２０℃以下、より好ましくは４００℃以下、さらに好ましくは３８０℃以下である。また、Ｔｄが２５０℃未満ではグリーンシート中のカーボンが十分に脱灰されず、蛍光体表面が還元されて失活、またはガラスが還元されて光変換部材の透過率が低下し、量子変換収率が低下するおそれがある。このＴｄは、好ましくは３００℃以上、より好ましくは３２０℃以上である。
　そして、第２の焼成工程の温度Ｔｂは、Ｔｂ－Ｔｄが１００～３００℃となるように設定される。Ｔｂ－Ｔｄが１００℃未満では、ガラス粉末を十分に焼結できず、または光変換部材の内包泡を十分に低減できず、光変換部材の透過率が低下するおそれがある。Ｔｂ－Ｔｄは、好ましくは１２０℃以上、さらに好ましくは１５０℃以上である。また、Ｔｂ－Ｔｄが３００℃超ではガラスが流動してシートの形状を保てなかったり、ガラスが蛍光体表面を侵食し、蛍光体が失活したり、するおそれがある。Ｔｂ－Ｔｄは、好ましくは２７０℃未満、より好ましくは２４０℃未満である。さらに光変換部材の焼成時間を短くする、熱割れを防ぐ等の理由により、第２の焼成工程の焼成の後にさらに異なる焼成条件となる操作を加え、３以上の焼成を行うようにしてもよい。その場合、第３の焼成工程以降の焼成温度をＴｂ’とすると、Ｔｂ’はＴｂ’－Ｔｄが３００℃未満となる条件を満たす温度である。
　第２の焼成工程の焼成温度Ｔｂは、上記条件を満たした上で、（ガラス転移温度Ｔｇ＋３０～１５０℃）となる温度が好ましい。ＴｂがＴｇ＋３０℃未満ではガラス粉末を十分に焼結できなかったり、または光変換部材の内包泡を十分に低減できず、光変換部材の透過率が低下したり、するおそれがある。Ｔｂは、好ましくはＴｇ＋５０℃以上、さらに好ましくはＴｇ＋７０℃以上である。一方、ＴｂがＴｇ＋１５０℃超だと、ガラスが流動してシートの形状を保てない、ガラスが蛍光体表面を侵食し、蛍光体が失活するおそれがある。Ｔｂは、好ましくはＴｇ＋１３０℃未満、より好ましくはＴｇ＋１２０℃未満である。
　また、第１の焼成工程の焼成時間をｔｄ、第２の焼成工程の焼成時間をｔｂとしたときに、ｔｄは１～１０時間が好ましく、ｔｂは０．５～４時間が好ましい。
　以下、実施例および製造例により本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれら実施例および製造例に限定して解釈されるものではない。本発明の光変換部材の実施例（例１～１３）および比較例（例１４～１９）を表１～３に、光変換部材に使用するガラス組成物を表４に示す。なお、表中の「－」は未評価であることを示す。
　蛍光体粉末として、下記の蛍光体１～３を使用した。蛍光体１として、Ｄ５０が１０μｍ、４６０ｎｍ励起で蛍光体ピーク波長が約５５５ｎｍであるＹＡＧ蛍光体粉末を使用した。蛍光体２として、Ｄ５０が２１μｍ、４６０ｎｍ励起で蛍光体ピーク波長が約５４１ｎｍであるＬＡＧ蛍光体粉末を使用した。蛍光体３として、Ｄ５０が２５μｍ、４６０ｎｍ励起で蛍光体ピーク波長が約５７５ｎｍであるＹＡＧ蛍光体粉末を使用した。
　酸化物基準のモル％表記で、それぞれ表４で表示した組成になるように各成分の原料を調合し、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、融液の一部を回転ロールで急冷して、ガラスリボンを形成した。また、融液の一部は成形後冷却し、ガラス板を得た。
　得られたガラスリボンを、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１～３の粉末（ガラス粉末）を得た。
　得られたガラス粉末のガラス転移点Ｔｇ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、５０％粒径Ｄ５０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４に示す。
　得られたガラス板の密度ｄをアルキメデス法により測定した。また、ガラス板を厚み２ｍｍ、大きさ２０ｍｍ×２０ｍｍの板状に加工後その両面を鏡面研磨してサンプル板とし、波長６３３ｎｍの光に対する屈折率ｎを、メトリコン社製モデル２０１０プリズムカプラを用いて測定した。この結果を表４に示す。
（例１）
　ガラス１と蛍光体１を、ガラス粉末８８体積％、蛍光体粉末１２体積％となるように混合し、さらにビヒクルと混練し、脱泡してスラリーを得た。ビヒクルはトルエン、キシレン、イソプロパノール、２－ブタノールの混合溶媒７５質量部にアクリル樹脂を２５質量部溶解したものを用い、ビヒクル量はスラリー中に５．６質量％となるように添加した。さらに希釈溶媒として、トルエン、キシレン、イソプロパノール、２－ブタノールの混合溶媒を用い、約５０００ｃＰ（センチポアズ）の粘度にスラリーを調整した。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０．５～０．７ｍｍのグリーンシートを得た。
　これを、離型剤を塗布したムライト基板に載せて、それぞれ表１に示す条件で焼成した。なお、表中の「減圧（６０Ｐａ）」は、減圧下で到達真空度が６０Ｐａであることを示している。
（例２～１９）
　使用したガラス粉末と蛍光体粉末の種類と体積分率を表１～３に記載のとおりとする以外は、例１と同様にして、例２～１９のグリーンシートを成形した。このようにして得られたグリーンシートを表１～３に示す条件でそれぞれ焼成して光変換部材を得た。なお、表中の「Ｏ２：５．２％」、「Ｏ２：０．８％」および「Ｏ２：０％」は、それぞれキャリアガスが窒素で、該窒素ガス中の酸素濃度が５．２体積％、０．８体積％および０体積％であり、１気圧の雰囲気を示している。
　このようにして得られた例１～１９の光変換部材について、量子変換収率、蛍光ピーク波長λｐ、透過率およびカーボン含有量を測定した。これらの結果を表１～３に併せて示す。
　光変換部材の量子変換収率は、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。また、この時同時に蛍光ピーク波長λｐも得られる。光変換部材の透過率は、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。光変換部材のカーボン含有量について、残カーボン分析装置（ＨＯＲＩＢＡ社製、商品名：ＥＭＡIＡ－３２０Ｖ）を使用して測定し、上記式（１）により評価した。すなわち、Ｗ（タングステン）１．５ｇ、Ｓｎ（スズ）０．３ｇを秤量して混合した標準試料を加熱し、予めカーボン量を測定する。その後、Ｗ１．５ｇ、Ｓｎ０．３ｇを改めて秤量し、さらに光変換部材の粉砕物を約０．３ｇ秤量して混合し、該混合物を加熱し、同様にカーボン量を測定する。光変換部材の粉砕物を含有する混合物のカーボン量を標準試料のカーボン量で引いた値を光変換部材のカーボン含有量とする。
　表１～３より明らかなように、例１～１３（実施例）はカーボン含有量が０．５～１０ｐｐｍの範囲内であり、量子変換収率は８０％以上と高い。また、例１～１３は、第１の焼成雰囲気が大気、第２の焼成雰囲気が１０３Ｐａ以下の減圧もしくは酸素濃度が１～１５％である。さらに、Ｔｄが４５０℃以下で、Ｔｂ－Ｔｄが１００～３００℃を満たす。そのため、カーボン含有量が本発明で規定する範囲に含まれる。なお、例１、例３～例５はカーボン含有量を直接測定していないが、カーボン含有量に影響を与えるスラリーの形成、その後の焼成条件が例２と同一であるため、カーボン量は例２と同等であると推測される。例７もカーボン含有量を直接測定していないが、例６よりもＴｂが高いため、１．７ｐｐｍ以下になると推測される。例１１もガラスは異なるが例２と焼成条件が同一であるため、カーボン量は例２と同等であると推測される。例１３は、例２と第２の焼成雰囲気が異なるが、同様に例２と例６のカーボン量との関係から、例１３のカーボン量も０．５～１０ｐｐｍの範囲に入るとものと推測される。
　一方で、例１４、１８（比較例）は第１の焼成雰囲気が減圧下または酸素濃度が低く、カーボン含有量が１０ｐｐｍ超であるため、蛍光体、もしくはガラスが還元されて量子変換収率は極めて低い。
　例１５（比較例）は、Ｔｄが４５０℃超、例１６および１７（比較例）は第２の焼成雰囲気が大気であるため、カーボン含有量が０．５ｐｐｍ未満となり、蛍光体が酸化されて失活し、量子変換収率は低い。なお、上記と同様の理由により、例１７は例１６と同等のカーボン量と推測される。
　例１９（比較例）は、第２の焼成雰囲気において、酸素濃度が１％未満であるため、蛍光体、もしくはガラスが還元されて量子変換収率は低い。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　本発明の光変換部材は、量子変換収率が高いので、光源の光を所望の色に変換して照明用途としての利用に好適である。

Claims (14)

  1. 　蛍光体と、ガラスとを含む光変換部材であって、
    　カーボン含有量が０．５～１０ｐｐｍであることを特徴とする光変換部材。
  2. 　前記光変換部材が５０～５００μｍの厚みを有する請求項１に記載の光変換部材。
  3. 　前記蛍光体が、波長４００～５００ｎｍに励起帯を有し、波長５００～７００ｎｍに発光ピークを有し、酸化物、窒化物、酸窒化物、硫化物、酸硫化物、ハロゲン化物、アルミン酸塩化物およびハロリン酸塩化物からなる群から選ばれる１以上の化合物を含有する請求項１または２に記載の光変換部材。
  4. 　前記蛍光体がガーネット系結晶からなる請求項３に記載の光変換部材。
  5. 　前記蛍光体は、５０％粒径Ｄ５０が１～３０μｍである請求項１～４のいずれか１項に記載の光変換部材。
  6. 　前記ガラスは、ＤＴＡ曲線から算出されるガラス転移点Ｔｇが３００～５５０℃である請求項１～５のいずれか１項に記載の光変換部材。
  7. 　前記ガラスが、Ｂｉ２Ｏ３－Ｂ２Ｏ３－ＺｎＯ系である請求項６に記載の光変換部材。
  8. 　前記ガラスは、酸化物基準のモル％表示で、Ｂｉ２Ｏ３　３～３０％、Ｂ２Ｏ３　１０～５０％、ＺｎＯ　０～４５％を含有する請求項７に記載の光変換部材。
  9. 　前記光変換部材が、ガラス粉末と蛍光体粉末の混合粉末の焼結体である請求項１～８のいずれか１項に記載の光変換部材。
  10. 　請求項１～９のいずれか１項に記載の光変換部材と、前記光変換部材を通して外部へ光を照射可能な光源と、を有することを特徴とする照明光源。
  11. 　前記光源が、ＬＥＤ発光素子である請求項１０に記載の照明光源。
  12. 　液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルを照明するバックライトと、を備えた液晶表示装置であって、
    　前記バックライトとして、請求項１～９のいずれか１項に記載の光変換部材および前記光変換部材を通して外部に光を照射可能な光源からなる照明光源を有することを特徴とする液晶表示装置。
  13. 　ガラス粉末、蛍光体粉末、樹脂および有機溶媒を混練する混練工程、前記混練工程で得られた混練物を成形する成形工程、前記成形工程で得られた成形物を焼成する焼成工程、を含む請求項１～９のいずれか１項に記載の光変換部材の製造方法であって、
    　前記焼成工程は、少なくとも焼成雰囲気が１０３Ｐａ超かつ酸素濃度が１６％以上である第１の焼成工程と、焼成雰囲気が１０３Ｐａ以下または酸素濃度が１～１５％である第２の焼成工程とを含み、前記第１の焼成工程の温度をＴｄ、前記第２の焼成工程の温度をＴｂとしたとき、Ｔｄが４５０℃以下、かつＴｂ－Ｔｄが１００～３００℃を満たすことを特徴とする光変換部材の製造方法。
  14. 　前記混練工程における蛍光体粉末とガラス粉末の含有量が、体積分率で、蛍光体粉末が１～４０％、ガラス粉末が６０～９９％である請求項１３に記載の光変換部材の製造方法。
PCT/JP2014/051914 2013-02-01 2014-01-29 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 WO2014119603A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013-018685 2013-02-01
JP2013018685A JP2016058409A (ja) 2013-02-01 2013-02-01 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

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2014119603A1 true WO2014119603A1 (ja) 2014-08-07

Family

ID=51262316

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2014/051914 WO2014119603A1 (ja) 2013-02-01 2014-01-29 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

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2016058409A (ja)
WO (1) WO2014119603A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016052968A (ja) * 2014-09-04 2016-04-14 日本電気硝子株式会社 波長変換部材用原料粉末
CN107735372A (zh) * 2015-06-23 2018-02-23 旭硝子株式会社 烧结成形体及其制造方法、具备烧结成形体的物品、烧结成形体用材料以及烧结前成形体及其制造方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11046607B2 (en) * 2019-02-06 2021-06-29 Osram Opto Semiconductors Gmbh Method to reduce darkening in phosphor in glass (PIG) made by SPS

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005150484A (ja) * 2003-11-18 2005-06-09 Nichia Chem Ind Ltd 半導体発光素子用被膜及びその製造方法並びに半導体発光装置
JP2009130105A (ja) * 2007-11-22 2009-06-11 Asahi Glass Co Ltd ガラス被覆発光素子の製造方法、ガラス被覆発光装置及びその製造方法
JP2009540069A (ja) * 2006-06-12 2009-11-19 メルク パテント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 脈動反応器におけるフレア用の発光物質の製造方法
JP2011137178A (ja) * 2008-07-02 2011-07-14 Sony Corp 赤色蛍光体、赤色蛍光体の製造方法、白色光源、照明装置、および液晶表示装置
JP2012158494A (ja) * 2011-01-31 2012-08-23 Ohara Inc ガラス組成物

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005150484A (ja) * 2003-11-18 2005-06-09 Nichia Chem Ind Ltd 半導体発光素子用被膜及びその製造方法並びに半導体発光装置
JP2009540069A (ja) * 2006-06-12 2009-11-19 メルク パテント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 脈動反応器におけるフレア用の発光物質の製造方法
JP2009130105A (ja) * 2007-11-22 2009-06-11 Asahi Glass Co Ltd ガラス被覆発光素子の製造方法、ガラス被覆発光装置及びその製造方法
JP2011137178A (ja) * 2008-07-02 2011-07-14 Sony Corp 赤色蛍光体、赤色蛍光体の製造方法、白色光源、照明装置、および液晶表示装置
JP2012158494A (ja) * 2011-01-31 2012-08-23 Ohara Inc ガラス組成物

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016052968A (ja) * 2014-09-04 2016-04-14 日本電気硝子株式会社 波長変換部材用原料粉末
CN107735372A (zh) * 2015-06-23 2018-02-23 旭硝子株式会社 烧结成形体及其制造方法、具备烧结成形体的物品、烧结成形体用材料以及烧结前成形体及其制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2016058409A (ja) 2016-04-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kim et al. phosphor plates for high-power LED applications: challenges and opportunities toward perfect lighting
JP6586479B2 (ja) 発光ダイオードパッケージの作製方法
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
KR102587491B1 (ko) 불화물 형광체와 그것을 사용한 발광 장치
JP5757238B2 (ja) 蛍光体分散ガラス及びその製造方法
WO2015041204A1 (ja) 光変換部材、光変換部材の製造方法、光変換部材の色度調整方法、照明光源および液晶表示装置
CN109301057A (zh) 波长变换部件及使用该部件而成的发光器件
CN111213075B (zh) 波长变换部件和发光装置
JP2008169348A (ja) 蛍光体複合材料
JP2007161944A (ja) 蛍光体
WO2014106923A1 (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
JP2018043912A (ja) 光変換部材、照明光源および光変換部材の製造方法
WO2011027511A1 (ja) 白色ｌｅｄおよびそれを用いたバックライト並びに液晶表示装置
TW201817043A (zh) 波長轉換構件及使用其而成之發光裝置
JP2012087162A (ja) 波長変換部材およびそれを用いてなる光源
JP2010229002A (ja) 蛍光体複合材料に用いられるＳｎＯ−Ｐ２Ｏ５系ガラス
WO2015093267A1 (ja) 波長変換部材及び発光デバイス
Bindai et al. Realization of phosphor-in-glass thin film on soda-lime silicate glass with low sintering temperature for high color rendering white LEDs
JP2012036367A (ja) 蛍光体複合部材
JP2016108216A (ja) 蛍光体分散ガラス
WO2018235580A1 (ja) ナノ蛍光体付着無機粒子及び波長変換部材
WO2014162893A1 (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
WO2013141044A1 (ja) ガラスおよび当該ガラスを用いた波長変換部材
JP2012052061A (ja) 蛍光体複合部材
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

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14746775

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 14746775

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP