発光色変換材料及び発光色変換部材
【課題】化学的に安定で、かつ蛍光体の劣化が少ない発光色変換部材とすることができる発光色変換材料及びこれを焼成して得られる発光色変換部材を提供する。
【解決手段】酸化物ガラス粉末と、可視域に発光ピークを有する蛍光体粉末とからなる発光色変換材料であって、酸化物ガラス粉末が、６５０℃以下の軟化点を有し、ＰｂＯを実質的に含まないＳｉＯ２−ＴｉＯ２−Ｎｂ２Ｏ５−Ｒ２Ｏ（ＲはＬｉ、Ｎａ、Ｋ）系ガラスからなることを特徴としている。
【解決手段】酸化物ガラス粉末と、可視域に発光ピークを有する蛍光体粉末とからなる発光色変換材料であって、酸化物ガラス粉末が、６５０℃以下の軟化点を有し、ＰｂＯを実質的に含まないＳｉＯ２−ＴｉＯ２−Ｎｂ２Ｏ５−Ｒ２Ｏ（ＲはＬｉ、Ｎａ、Ｋ）系ガラスからなることを特徴としている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光色変換材料及びこれを焼成して得られる発光色変換部材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、白色ＬＥＤは、白熱電球や蛍光灯に代わる次世代の光源として照明用途への応用が期待されている。
【０００３】
蛍光体を用いて波長変換するＬＥＤ素子においては、ＬＥＤチップの発光面をシールする有機系バインダー樹脂からなるモールド樹脂等に蛍光体粉末を混合してモールドし、ＬＥＤチップの発光を一部または全部吸収して所望の波長に変換している。
【０００４】
しかしながら、上記ＬＥＤ素子を構成するモールド樹脂が、青色〜紫外線領域の高出力の短波長の光によって劣化し、変色を引き起こすという問題がある。
【０００５】
上記問題を解決するため、特許文献１においては、ＳｎＯ２−Ｐ２Ｏ５系ガラス、ＴｅＯ２−ＺｎＯ系ガラス、Ｂｉ２Ｏ３−Ｂ２Ｏ３系の非鉛系低融点ガラスに蛍光体を分散させ、ＬＥＤチップを覆う方法が開示されている。
【０００６】
しかしながら、特許文献１において開示されているＳｎＯ２−Ｐ２Ｏ５系ガラスは耐候性が悪いという問題がある。また、ＴｅＯ２−ＺｎＯ系ガラスは、ガラス自体が黄色に着色しているため、光を吸収し熱に変換してしまうという問題がある。Ｂｉ２Ｏ３−Ｂ２Ｏ３系ガラスは、蛍光体と反応し、外観が黒化するという問題がある。
【特許文献１】特開２００５−１１９３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、化学的に安定でかつ蛍光体の劣化が少ない発光色変換部材とすることができる発光色変換材料及びこれを焼成して得られる発光色変換部材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の発光色変換材料は、酸化物ガラス粉末と、可視域に発光ピークを有する蛍光体粉末とからなる発光色変換材料であって、酸化物ガラス粉末が、６５０℃以下の軟化点を有し、ＰｂＯを実質的に含まないＳｉＯ２−ＴｉＯ２−Ｎｂ２Ｏ５−Ｒ２Ｏ（ＲはＬｉ、Ｎａ、Ｋ）系ガラスからなることを特徴としている。
【０００９】
本発明の発光色変換材料は、酸化物ガラス粉末と蛍光体粉末からなるものであり、本発明の発光色変換材料を焼成して得られる発光色変換部材は、ガラス中に蛍光体が分散している。このため、化学的に安定であり、高出力の光に長期間曝されても変色を抑制することができる。
【００１０】
本発明における酸化物ガラス粉末は、ＰｂＯを実質的に含まないＳｉＯ２−ＴｉＯ２−Ｎｂ２Ｏ５−Ｒ２Ｏ（ＲはＬｉ、Ｎａ、Ｋ）系ガラスからなる。この酸化物ガラス粉末はＴｉＯ２とＮｂ２Ｏ５を含有しているので、耐候性、特に耐湿性に優れており、発光色変換部材の化学的安定性を高めることができる。また、酸化物ガラス粉末におけるＲ２Ｏ含有量は３０質量％以下であることが好ましい。Ｒ２Ｏ含有量を３０質量％以下とすることにより、耐候性を低下させることなく酸化物ガラス粉末の軟化点を低くさせることができる。Ｒ２Ｏ含有量のさらに好ましい範囲は、５〜３０質量％である。
【００１１】
本発明における酸化物ガラス粉末は、ＰｂＯを実質的に含まないものであり、ＰｂＯの含有量は、２００ｐｐｍ以下であることが好ましい。
【００１２】
本発明における酸化物ガラス粉末の軟化点は、６５０℃以下である。酸化物ガラス粉末の軟化点を６５０℃以下とすることにより、蛍光体の劣化が少ない発光色変換部材とすることができる。軟化点が６５０℃を超えると、蛍光体の劣化が激しくなり、好ましくない。軟化点は、さらに好ましくは６３０℃以下である。軟化点の下限値は特に限定されるものではないが、一般には、３５０℃以上である。
【００１３】
本発明における酸化物ガラス粉末は、質量百分率で、ＳｉＯ２：２０〜５０％、Ｌｉ２Ｏ：０〜１０％、Ｎａ２Ｏ：０〜１５％、Ｋ２Ｏ：０〜２０％、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ：１〜３０％、Ｂ２Ｏ３：１〜２０％、ＭｇＯ：０〜１０％、ＢａＯ：０〜１５％、ＣａＯ：０〜２０％、ＳｒＯ：０〜２０％、Ａｌ２Ｏ３：０〜２０％、ＺｎＯ：０〜１５％、ＴｉＯ２：０．０１〜２０％、Ｎｂ２Ｏ５：０．０１〜２０％、Ｌａ２Ｏ３：０〜１５％、ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋Ｌａ２Ｏ３：１〜３０％を含有することが好ましい。
【００１４】
上記各ガラス成分の含有量の規定理由は以下の通りである。
【００１５】
ＳｉＯ２は、ガラスの骨格を構成する成分である。その含有量が２０質量％より少なくなると化学的耐久性が悪化する傾向にある。一方、５０質量％より多くなると、焼結（焼成）温度が高温になり、蛍光体が劣化しやすくなる。ＳｉＯ２のより好ましい範囲は２５〜４５％である。
【００１６】
Ｂ２Ｏ３は、ガラスの溶融温度を低下させて溶融性を著しく改善する成分である。その含有量が１質量％よりも少なくなると、その効果が得にくくなる。一方、２０質量％よりも多くなると、化学的耐久性が悪化する傾向にある。Ｂ２Ｏ３のより好ましい範囲は６〜１５％である。
【００１７】
ＭｇＯは、ガラスの溶融温度を低下させて溶融性を改善する成分である。その含有量が１０質量％よりも多くなると、化学的耐久性が悪化する傾向にある。ＭｇＯのより好ましい範囲は０〜５％である。
【００１８】
ＣａＯは、ガラスの溶融温度を低下させて溶融性を改善する成分である。その含有量が２０質量％よりも多くなると、化学的耐久性が悪化する傾向にある。ＣａＯのより好ましい範囲は０〜１５％である。
【００１９】
ＳｒＯは、ガラスの溶融温度を低下させて溶融性を改善する成分である。その含有量が２０質量％よりも多くなると、化学的耐久性が悪化する傾向にある。ＳｒＯのより好ましい範囲は０〜５％である。
【００２０】
ＢａＯは、ガラスの溶融温度を低下させて溶融性を改善すると共に、蛍光体との反応を抑制する成分である。その含有量が、１５質量％よりも多くなると、化学的耐久性が悪化する傾向にある。ＢａＯのより好ましい範囲は６〜１２％である。
【００２１】
Ａｌ２Ｏ３は、化学的耐久性を向上させる成分である。その含有量が２０質量％よりも多くなると、ガラスの軟化点が上昇する傾向にある。Ａｌ２Ｏ３のより好ましい範囲は０〜１５％である。
【００２２】
ＺｎＯは、ガラスの溶融温度を低下させて溶融性を改善する成分である。その含有量が１５質量％よりも多くなると、ガラスの軟化点が上昇する傾向にある。ＺｎＯのより好ましい範囲は１〜７％である。
【００２３】
Ｌｉ２Ｏはアルカリ金属成分の中でも最も軟化点を低下させる効果が大きい。その含有量は０〜１０％、好ましくは１〜９％、さらに好ましくは１．５〜７％である。Ｌｉ２Ｏが１０％を超えると失透しやすくなる。さらに、アルカリ溶出量が増加し、耐候性が低下する。
【００２４】
Ｎａ２Ｏは、軟化点を低下させる成分である。その含有量は０〜１５％、好ましくは３〜１３％である。Ｎａ２Ｏが１５％を超えるとアルカリ溶出量が増加し、耐候性が低下する。
【００２５】
Ｋ２Ｏは、軟化点を低下させる効果があるが、アルカリ溶出量が増加し、耐候性が低下する。このためＫ２Ｏの含有量は０〜２０％、好ましくは１〜１８％に制限される。
【００２６】
なお、軟化点の上昇や耐候性の低下を抑えるには、アルカリ金属酸化物であるＬｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、及びＫ２Ｏの合計量（Ｒ２Ｏ）を１〜３０％にすることが望ましい。
【００２７】
ＴｉＯ２は、耐候性を高める成分である。その含有量は、０．０１〜２０％、好ましくは５〜１８％である。ＴｉＯ２が２０％を超えると、ＴｉＯ２を核とする結晶が析出しやすくなり、失透性が増大する。一方、０．０１％より少ないと、耐候性が著しく低下する。
【００２８】
Ｎｂ２Ｏ５は、ＴｉＯ２に起因する結晶の析出を抑制しながら、耐候性を高める成分である。その含有量は、０．０１〜２０％、好ましくは３〜１７％である。Ｎｂ２Ｏ５が２０％を超えると、ＴｉＯ２−Ｎｂ２Ｏ５-で形成される結晶が析出しやすくなり、失透性が増大する。一方、０．０１％より少ないと、ＴｉＯ２に起因する結晶の析出を抑制する効果が小さくなると共に、耐候性が著しく低下する。
【００２９】
Ｌａ２Ｏ３は、耐候性を高める成分である。その含有量は、０〜１５％、好ましくは１〜１５％である。Ｌａ２Ｏ３が１５％を超えると、Ｌａ２Ｏ３を核とする結晶が析出しやすくなり、失透性が増大する。
【００３０】
なお、耐候性の低下を抑えるには、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、及びＬａ２Ｏ３の合計量を１〜３０％にすることが望ましい。
【００３１】
また、上記成分以外にも、本発明の主旨を損なわない範囲で種々の成分を添加することができる。例えば、Ｓｂ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、Ｇｄ２Ｏ３、ＷＯ３、Ｂｉ２Ｏ３、ＺｒＯ等を添加してもよい。
【００３２】
本発明における蛍光体粉末は、可視域に発光ピークを有するものであれば、特に限定されるものではない。なお、本発明において可視域とは、３８０〜７８０ｎｍを示す。このような蛍光体として、ＹＡＧ系化合物、酸化物、アルミン酸塩化物、窒化物、酸窒化物、硫化物、希土類酸硫化物、ハロリン酸塩化物などが挙げられる。ＹＡＧ系蛍光体は、ガラスと混合して高温に加熱しても安定であるので、特に好ましく用いられる。アルミン酸塩化物、窒化物、酸窒化物、硫化物、希土類酸硫化物、ハロリン酸塩化物などの蛍光体は、焼結時の加熱により、ガラスと反応し、発泡や変色などの異常反応を起こしやすく、その程度は、焼結温度が高温であればあるほど著しくなる。このような蛍光体を用いる場合、焼成温度とガラス組成を最適化することにより、使用することができる。具体的には、ガラス中のＳｉＯ２の含有量を少なくしたり、Ｒ２Ｏ、ＺｎＯ、Ｂ２Ｏ３の含有量を多くして、ガラスの軟化点を低下させて、発光色変換材料の焼成温度を低下させればよい。
【００３３】
発光色変換部材の発光効率（ｌｍ／Ｗ）は、ガラス中に分散した蛍光体粒子の種類や含有量、及び発光色変換部材の厚みなどによって変化する。蛍光体の含有量と発光色変換部材の厚みは、発光効率が最適になるように調整すればよいが、蛍光体が多くなりすぎると、焼結しにくくなったり、気孔率が大きくなって、励起光が効率良く蛍光体に照射されにくくなったり、発光色変換部材の機械的強度が低下しやすくなるなどの問題を生じる。一方、少なすぎると、十分に発光させることが難しくなる。従って、発光色変換材料における酸化物ガラス粉末と蛍光体粉末の混合割合（酸化物ガラス粉末：蛍光体粉末）は、質量比で、９９．９９：０．０１〜７０：３０の範囲であることが好ましく、より好ましくは９９．９５：０．０５〜８０：２０であり、特に好ましくは、９９．９２：０．０８〜８５：１５の範囲である。
【００３４】
本発明の発光色変換部材は、上記本発明の発光色変換材料を焼成して得られることを特徴としている。
【００３５】
焼成雰囲気としては大気中で焼成してもよいが、さらに緻密な焼結体を得る場合やガラスと蛍光体の反応を少なくする場合には、減圧または真空の雰囲気中、あるいは窒素やアルゴンなどの不活性ガス雰囲気中で焼成することが好ましい。
【００３６】
焼成温度としては、４００〜７５０℃の範囲であることが好ましい。焼成温度が７５０℃より高くなると、蛍光体が劣化したり、ガラスと蛍光体が反応し、発光効率が著しく低下する場合がある。また、焼成温度が４００℃より低くなると、焼結体の気孔率が増加し、光の透過性が低下する場合がある。
【００３７】
本発明の発光色変換部材の気孔率は、発光効率の高い発光色変換部材とするためには、１０％以下とすることが好ましい。気孔率が１０％より高くなると、光の散乱が強くなり、透過する光の量が低下して、発光効率が低下しやすくなる。また、気孔率が１０％より大きくなると、発光色変換部材の機械的強度が著しく低下する傾向にある。気孔率のより好ましい範囲は、８％以下である。本明細書において、気孔率とは、アルキメデス法により測定した実測密度と理論密度に基づき、（１−実測密度／理論密度）×１００（％）の式で求めた値をいう。
【００３８】
本発明の発光色変換材料を焼成し、発光色変換部材を得る際の発光色変換材料の形態は、特に限定されるものではなく、例えば、発光色変換材料の粉末を所望の形状に加圧成型した成型体であってもよいし、ペーストの形態であってもよいし、グリーンシートの形態であってもよい。
【００３９】
ペーストの形態で使用する場合、ガラス粉末及び蛍光体粉末からなる発光色変換材料と共に、結合剤、溶剤等を使用してペースト化することが好ましい。ペースト全体に占める発光色変換材料の割合としては、３０〜９０質量％が一般的である。
【００４０】
結合剤は、乾燥後の膜強度を高め、また柔軟性を付与する成分であり、その含有量は、０．１〜２０質量％程度が一般的である。結合剤としては、ポリブチルメタクリレート、ポリビニルブチラール、ポリメチルメタクリレート、ポリエチルメタクリレート、エチルセルロース、ニトロセルロース等が挙げられ、これらを単独または混合して使用することができる。
【００４１】
溶剤は、材料をペースト化するために用いられ、その含有量は１０〜５０質量％程度が一般的である。溶剤としては、テルピネオール、酢酸イソアミル、トルエン、メチルエチルケトン、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、２，２，４−トリメチル−１，３ペンタジオールモノイソブチレート等が挙げられ、これらを単独または混合して使用することができる。
【００４２】
ペーストの作製は、発光色変換材料、結合剤、溶剤等を用意し、これらを所定の割合で混練することにより行うことができる。
【００４３】
このようなペーストを用いて、無機材料の基材上に発光色変換部材を形成するには、発光色変換部材と同程度の熱膨張係数を有する無機材料の基材を用意し、その基材上にスクリーン印刷法や一括コート法等を用いてペーストを塗布し、所定の膜厚の塗布層を形成した後、乾燥させ、４００〜７５０℃程度で焼成することにより、所定の発光色変換部材を形成することができる。
【００４４】
本発明の発光色変換材料をグリーンシートの形態で使用する場合、グリーンシートは、ガラス粉末及び蛍光体粉末からなる発光色変換材料と共に、結合剤、可塑剤、溶剤等を用いてグリーンシート化する。
【００４５】
グリーンシート中に占める発光色変換材料の割合は、５０〜８０質量％程度が一般的である。
【００４６】
結合剤及び溶剤としては、上記ペーストの調製に用いられるのと同様の結合剤及び溶剤を用いることができる。結合剤の混合割合としては、０．１〜３０質量％程度が一般的であり、溶剤の混合割合としては、１〜４０質量％程度が一般的である。
【００４７】
可塑剤は、乾燥速度をコントロールすると共に、乾燥させた膜に柔軟性を与える成分であり、その含有量は、０〜１０質量％程度が一般的である。可塑剤としは、フタル酸ジブチル、ブチルベンジルフタレート、ジオクチルフタレート、ジイソオクチルフタレート、ジカプリルフタレート、ジブチルフタレート等が挙げられ、これらを単独または混合して使用することができる。
【００４８】
グリーンシートを作製する一般的な方法としては、上記発光色変換材料、結合剤、可塑剤等を用意し、これらに溶剤を添加してスラリーとし、このスラリーをドクターブレード法によって、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のフィルムの上にシート状に成型する。シートを成型した後、乾燥させることによって、有機系溶剤等を除去し、グリーンシートとすることができる。
【００４９】
以上のようにして得られたグリーンシートを用いて、無機材料の基材上に発光色変換部材を形成するには、無機材料の基材上にグリーンシートを積層し、熱圧着して塗布層を形成した後、上述のペーストの場合と同様に、焼成することにより、発光色変換部材とすることができる。
【００５０】
本発明の発光色変換材料の粉末を加圧成型して発光色変換部材とする場合には、ガラス粉末及び蛍光体粉末からなる発光色変換材料に樹脂バインダーを０〜５質量％添加して金型で加圧成型し、予備成型体を作製する。続けて、予備成型体を３００℃以下の温度で脱バインダーを行った後、上述のペーストやグリーンシートと同様に、焼成することにより、発光色変換部材とすることができる。
【００５１】
なお、樹脂バインダーとしては、樹脂の分解終了温度が３００℃以下のものを用いることが望ましく、例えば、ニトロセルロース、ポリイソブチルアクリレート、ポリエチルカーボネート等が挙げられる。これらを単独または混合して使用することができる。
【００５２】
本発明の発光色変換部材としては、例えば、３６０〜５００ｎｍの波長の光を可視光に変換するものが挙げられる。変換特性については、使用する蛍光体の種類により種々調整することが可能である。
【発明の効果】
【００５３】
本発明によれば、化学的に安定で、かつ蛍光体の劣化が少ない発光色変換部材とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５４】
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。
【００５５】
（試料Ｎｏ．１〜１６）
先ず、酸化物ガラス粉末を調製した。表１及び表２に示す組成となるように各ガラス成分を秤量して混合し、この混合物を白金ルツボ中において、表に示す溶融温度で１時間溶融してガラス化し、フィルム状に成型した。フィルム状のガラスをボールミルで粉砕した後、３２５メッシュの篩に通して分級し、酸化物ガラス粉末を得た。得られた酸化物ガラス粉末について、軟化点温度を示差熱分析装置により求め、結果を表１及び表２に示した。
【００５６】
次に、得られた酸化物ガラス粉末と、蛍光体粉末を、表に示す配合比となるように混合し、５質量％の樹脂バインダー（ポリエチルカーボネート）をこれに添加して混合した後、金型で加圧成型して直径１ｃｍのボタン状の予備成型体を作製した。この予備成型体を、表１に示す焼結温度で焼成した後加工し、直径８ｍｍ、厚さ１ｍｍの円盤状の発光色変換部材を得た。
【００５７】
得られた発光色変換部材について、発光スペクトルを測定し、発光効率を計算により求めた。
【００５８】
発光スペクトルは、試料Ｎｏ．１〜８については励起波長４００ｎｍの光を試料の片面に入射し、また、試料Ｎｏ．９〜１６については励起波長４６０ｎｍの光を試料の片面に入射し、その面と反対側の面から発せられた光を汎用の発光スペクトル測定装置を用いて測定した。発光効率は、発光の全光束を積分球を用いて求め、標準比視感度を掛け合わせて光源の電力で除して算出した。発光効率を表１及び表２に示す。
【００５９】
【表１】
【００６０】
【表２】
【００６１】
表１において、試料Ｎｏ．１、３、４、５、７及び８は、本発明に従う実施例であり、試料Ｎｏ．２及び６は酸化物ガラス粉末の軟化点が６５０℃を超えており、比較例である。また、試料Ｎｏ．２は、酸化物ガラス粉末にＮｂ２Ｏ５が含有されておらず、試料Ｎｏ．６は、酸化物ガラス粉末にＴｉＯ２が含まれていない。
【００６２】
表１に示す結果から明らかなように、本発明に従う実施例の試料Ｎｏ．１、３、４、５、７及び８は、高い発光効率を示しているが、軟化点が６５０℃を超えるガラスを用いた比較例の試料Ｎｏ．２及び６においては、高い発光効率が得られていない。
【００６３】
また、表２において、試料Ｎｏ．９〜１５は、本発明に従う実施例であり、試料Ｎｏ．１６は酸化物ガラス粉末の軟化点が６５０℃を超えており、比較例である。また、試料Ｎｏ．１６は、酸化物ガラス粉末にＮｂ２Ｏ５が含まれていない。
【００６４】
表２に示す結果から明らかなように、本発明に従う実施例の試料Ｎｏ．９〜１５は、高い発光効率を示しているが、軟化点が６５０℃を超えるガラスを用いた比較例の試料Ｎｏ．１６においては、高い発光効率が得られていない。尚、試料Ｎｏ．１０の発光効率は、使用可能なレベルであるが、蛍光体粉末の配合割合が多いため、他の実施例に比べ発光効率がやや低い値となった。
【００６５】
（試料Ｎｏ．１７〜３２）
上記実施例と同様に、表３及び表４に示す組成となるように各ガラス成分を混合して、酸化物ガラス粉末を調製し、得られた酸化物ガラス粉末と、表に示す蛍光体粉末を、表に示す配合比で混合して、上記実施例と同様に予備成型体を作製し、これを焼成して発光色変換部材を得た。
【００６６】
得られた各発光色変換部材の発光効率を、上記と同様にして測定すると共に、耐湿性試験を行った。尚、試料Ｎｏ．１７〜２５については励起波長４００ｎｍの光を、試料Ｎｏ．２６〜３２については励起波長４６０ｎｍの光を試料の片面に入射し、発光効率を求めた。耐湿性試験は、発光色変換部材を高温高湿槽にて湿度８５％、温度８５℃の条件下に１００時間放置することにより行った。耐湿性試験後の発光効率を、上記と同様にして測定し、耐湿性試験による発光効率の低下率を求めた。発光効率の低下率は、（１−耐湿性試験後の発光効率／耐湿性試験前の発光効率）×１００（％）の式から算出した。耐湿性試験前の発光効率、耐湿性試験後の発光効率、及び発光効率低下率を表３及び表４に示す。
【００６７】
【表３】
【００６８】
【表４】
【００６９】
表３において、試料Ｎｏ．１７、１９、２０、２１、２４及び２５は、本発明に従う実施例であり、試料Ｎｏ．１８、２２及び２３は比較例である。
【００７０】
上記比較例の各試料は、いずれも軟化点が６５０℃以下であるが、試料Ｎｏ．１８、２２及び２３は、酸化物ガラス粉末中にＮｂ２Ｏ５が含まれておらず、さらに、試料Ｎｏ．２２は酸化物ガラス粉末中にＴｉＯ２も含まれていない。また、試料Ｎｏ．１８は、Ａｌ２Ｏ３及びＢ２Ｏ３を主成分として含むガラス粉末であり、試料Ｎｏ．２２は、Ｂｉ２Ｏ３を主成分として含むガラス粉末であり、試料Ｎｏ．２３は、ＴｅＯ２を主成分として含むガラス粉末である。
【００７１】
表３に示す結果から明らかなように、比較例である試料Ｎｏ．１８、２２及び２３においては、耐湿性試験により発光効率が大幅に低下したが、本発明に従う試料Ｎｏ．１７、１９、２０、２１、２４及び２５においては、発光効率の低下率が低減されており、良好な耐湿性を有し、化学的に安定で、かつ蛍光体の劣化が少なくなっている。
【００７２】
また、表４において、試料Ｎｏ．２６、２７、２８、２９及び３１は、本発明に従う実施例であり、試料Ｎｏ．３０及び３２は比較例である。
【００７３】
上記比較例の各試料は、いずれも軟化点が６５０℃以下であるが、試料Ｎｏ．３０及び３２は、酸化物ガラス粉末中にＮｂ２Ｏ５が含まれておらず、さらに、試料Ｎｏ．３０は酸化物ガラス粉末中にＴｉＯ２も含まれていない。また、試料Ｎｏ．３０は、Ｂｉ２Ｏ３を主成分として含むガラス粉末であり、試料Ｎｏ．３２は、ＴｅＯ２を主成分として含むガラス粉末である。
【００７４】
表４に示す結果から明らかなように、比較例である試料Ｎｏ．３０及び３２においては、耐湿性試験により発光効率が大幅に低下したが、本発明に従う試料Ｎｏ．２６、２７、２８、２９及び３１においては、発光効率の低下率が低減されており、良好な耐湿性を有し、化学的に安定で、かつ蛍光体の劣化が少なくなっている。
【００７５】
以上のことから、本発明に従う発光色変換材料を用いることにより、化学的に安定で、かつ蛍光体の劣化が少ない発光色変換部材が得られることがわかる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光色変換材料及びこれを焼成して得られる発光色変換部材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、白色ＬＥＤは、白熱電球や蛍光灯に代わる次世代の光源として照明用途への応用が期待されている。
【０００３】
蛍光体を用いて波長変換するＬＥＤ素子においては、ＬＥＤチップの発光面をシールする有機系バインダー樹脂からなるモールド樹脂等に蛍光体粉末を混合してモールドし、ＬＥＤチップの発光を一部または全部吸収して所望の波長に変換している。
【０００４】
しかしながら、上記ＬＥＤ素子を構成するモールド樹脂が、青色〜紫外線領域の高出力の短波長の光によって劣化し、変色を引き起こすという問題がある。
【０００５】
上記問題を解決するため、特許文献１においては、ＳｎＯ２−Ｐ２Ｏ５系ガラス、ＴｅＯ２−ＺｎＯ系ガラス、Ｂｉ２Ｏ３−Ｂ２Ｏ３系の非鉛系低融点ガラスに蛍光体を分散させ、ＬＥＤチップを覆う方法が開示されている。
【０００６】
しかしながら、特許文献１において開示されているＳｎＯ２−Ｐ２Ｏ５系ガラスは耐候性が悪いという問題がある。また、ＴｅＯ２−ＺｎＯ系ガラスは、ガラス自体が黄色に着色しているため、光を吸収し熱に変換してしまうという問題がある。Ｂｉ２Ｏ３−Ｂ２Ｏ３系ガラスは、蛍光体と反応し、外観が黒化するという問題がある。
【特許文献１】特開２００５−１１９３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、化学的に安定でかつ蛍光体の劣化が少ない発光色変換部材とすることができる発光色変換材料及びこれを焼成して得られる発光色変換部材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の発光色変換材料は、酸化物ガラス粉末と、可視域に発光ピークを有する蛍光体粉末とからなる発光色変換材料であって、酸化物ガラス粉末が、６５０℃以下の軟化点を有し、ＰｂＯを実質的に含まないＳｉＯ２−ＴｉＯ２−Ｎｂ２Ｏ５−Ｒ２Ｏ（ＲはＬｉ、Ｎａ、Ｋ）系ガラスからなることを特徴としている。
【０００９】
本発明の発光色変換材料は、酸化物ガラス粉末と蛍光体粉末からなるものであり、本発明の発光色変換材料を焼成して得られる発光色変換部材は、ガラス中に蛍光体が分散している。このため、化学的に安定であり、高出力の光に長期間曝されても変色を抑制することができる。
【００１０】
本発明における酸化物ガラス粉末は、ＰｂＯを実質的に含まないＳｉＯ２−ＴｉＯ２−Ｎｂ２Ｏ５−Ｒ２Ｏ（ＲはＬｉ、Ｎａ、Ｋ）系ガラスからなる。この酸化物ガラス粉末はＴｉＯ２とＮｂ２Ｏ５を含有しているので、耐候性、特に耐湿性に優れており、発光色変換部材の化学的安定性を高めることができる。また、酸化物ガラス粉末におけるＲ２Ｏ含有量は３０質量％以下であることが好ましい。Ｒ２Ｏ含有量を３０質量％以下とすることにより、耐候性を低下させることなく酸化物ガラス粉末の軟化点を低くさせることができる。Ｒ２Ｏ含有量のさらに好ましい範囲は、５〜３０質量％である。
【００１１】
本発明における酸化物ガラス粉末は、ＰｂＯを実質的に含まないものであり、ＰｂＯの含有量は、２００ｐｐｍ以下であることが好ましい。
【００１２】
本発明における酸化物ガラス粉末の軟化点は、６５０℃以下である。酸化物ガラス粉末の軟化点を６５０℃以下とすることにより、蛍光体の劣化が少ない発光色変換部材とすることができる。軟化点が６５０℃を超えると、蛍光体の劣化が激しくなり、好ましくない。軟化点は、さらに好ましくは６３０℃以下である。軟化点の下限値は特に限定されるものではないが、一般には、３５０℃以上である。
【００１３】
本発明における酸化物ガラス粉末は、質量百分率で、ＳｉＯ２：２０〜５０％、Ｌｉ２Ｏ：０〜１０％、Ｎａ２Ｏ：０〜１５％、Ｋ２Ｏ：０〜２０％、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ：１〜３０％、Ｂ２Ｏ３：１〜２０％、ＭｇＯ：０〜１０％、ＢａＯ：０〜１５％、ＣａＯ：０〜２０％、ＳｒＯ：０〜２０％、Ａｌ２Ｏ３：０〜２０％、ＺｎＯ：０〜１５％、ＴｉＯ２：０．０１〜２０％、Ｎｂ２Ｏ５：０．０１〜２０％、Ｌａ２Ｏ３：０〜１５％、ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋Ｌａ２Ｏ３：１〜３０％を含有することが好ましい。
【００１４】
上記各ガラス成分の含有量の規定理由は以下の通りである。
【００１５】
ＳｉＯ２は、ガラスの骨格を構成する成分である。その含有量が２０質量％より少なくなると化学的耐久性が悪化する傾向にある。一方、５０質量％より多くなると、焼結（焼成）温度が高温になり、蛍光体が劣化しやすくなる。ＳｉＯ２のより好ましい範囲は２５〜４５％である。
【００１６】
Ｂ２Ｏ３は、ガラスの溶融温度を低下させて溶融性を著しく改善する成分である。その含有量が１質量％よりも少なくなると、その効果が得にくくなる。一方、２０質量％よりも多くなると、化学的耐久性が悪化する傾向にある。Ｂ２Ｏ３のより好ましい範囲は６〜１５％である。
【００１７】
ＭｇＯは、ガラスの溶融温度を低下させて溶融性を改善する成分である。その含有量が１０質量％よりも多くなると、化学的耐久性が悪化する傾向にある。ＭｇＯのより好ましい範囲は０〜５％である。
【００１８】
ＣａＯは、ガラスの溶融温度を低下させて溶融性を改善する成分である。その含有量が２０質量％よりも多くなると、化学的耐久性が悪化する傾向にある。ＣａＯのより好ましい範囲は０〜１５％である。
【００１９】
ＳｒＯは、ガラスの溶融温度を低下させて溶融性を改善する成分である。その含有量が２０質量％よりも多くなると、化学的耐久性が悪化する傾向にある。ＳｒＯのより好ましい範囲は０〜５％である。
【００２０】
ＢａＯは、ガラスの溶融温度を低下させて溶融性を改善すると共に、蛍光体との反応を抑制する成分である。その含有量が、１５質量％よりも多くなると、化学的耐久性が悪化する傾向にある。ＢａＯのより好ましい範囲は６〜１２％である。
【００２１】
Ａｌ２Ｏ３は、化学的耐久性を向上させる成分である。その含有量が２０質量％よりも多くなると、ガラスの軟化点が上昇する傾向にある。Ａｌ２Ｏ３のより好ましい範囲は０〜１５％である。
【００２２】
ＺｎＯは、ガラスの溶融温度を低下させて溶融性を改善する成分である。その含有量が１５質量％よりも多くなると、ガラスの軟化点が上昇する傾向にある。ＺｎＯのより好ましい範囲は１〜７％である。
【００２３】
Ｌｉ２Ｏはアルカリ金属成分の中でも最も軟化点を低下させる効果が大きい。その含有量は０〜１０％、好ましくは１〜９％、さらに好ましくは１．５〜７％である。Ｌｉ２Ｏが１０％を超えると失透しやすくなる。さらに、アルカリ溶出量が増加し、耐候性が低下する。
【００２４】
Ｎａ２Ｏは、軟化点を低下させる成分である。その含有量は０〜１５％、好ましくは３〜１３％である。Ｎａ２Ｏが１５％を超えるとアルカリ溶出量が増加し、耐候性が低下する。
【００２５】
Ｋ２Ｏは、軟化点を低下させる効果があるが、アルカリ溶出量が増加し、耐候性が低下する。このためＫ２Ｏの含有量は０〜２０％、好ましくは１〜１８％に制限される。
【００２６】
なお、軟化点の上昇や耐候性の低下を抑えるには、アルカリ金属酸化物であるＬｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、及びＫ２Ｏの合計量（Ｒ２Ｏ）を１〜３０％にすることが望ましい。
【００２７】
ＴｉＯ２は、耐候性を高める成分である。その含有量は、０．０１〜２０％、好ましくは５〜１８％である。ＴｉＯ２が２０％を超えると、ＴｉＯ２を核とする結晶が析出しやすくなり、失透性が増大する。一方、０．０１％より少ないと、耐候性が著しく低下する。
【００２８】
Ｎｂ２Ｏ５は、ＴｉＯ２に起因する結晶の析出を抑制しながら、耐候性を高める成分である。その含有量は、０．０１〜２０％、好ましくは３〜１７％である。Ｎｂ２Ｏ５が２０％を超えると、ＴｉＯ２−Ｎｂ２Ｏ５-で形成される結晶が析出しやすくなり、失透性が増大する。一方、０．０１％より少ないと、ＴｉＯ２に起因する結晶の析出を抑制する効果が小さくなると共に、耐候性が著しく低下する。
【００２９】
Ｌａ２Ｏ３は、耐候性を高める成分である。その含有量は、０〜１５％、好ましくは１〜１５％である。Ｌａ２Ｏ３が１５％を超えると、Ｌａ２Ｏ３を核とする結晶が析出しやすくなり、失透性が増大する。
【００３０】
なお、耐候性の低下を抑えるには、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、及びＬａ２Ｏ３の合計量を１〜３０％にすることが望ましい。
【００３１】
また、上記成分以外にも、本発明の主旨を損なわない範囲で種々の成分を添加することができる。例えば、Ｓｂ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、Ｇｄ２Ｏ３、ＷＯ３、Ｂｉ２Ｏ３、ＺｒＯ等を添加してもよい。
【００３２】
本発明における蛍光体粉末は、可視域に発光ピークを有するものであれば、特に限定されるものではない。なお、本発明において可視域とは、３８０〜７８０ｎｍを示す。このような蛍光体として、ＹＡＧ系化合物、酸化物、アルミン酸塩化物、窒化物、酸窒化物、硫化物、希土類酸硫化物、ハロリン酸塩化物などが挙げられる。ＹＡＧ系蛍光体は、ガラスと混合して高温に加熱しても安定であるので、特に好ましく用いられる。アルミン酸塩化物、窒化物、酸窒化物、硫化物、希土類酸硫化物、ハロリン酸塩化物などの蛍光体は、焼結時の加熱により、ガラスと反応し、発泡や変色などの異常反応を起こしやすく、その程度は、焼結温度が高温であればあるほど著しくなる。このような蛍光体を用いる場合、焼成温度とガラス組成を最適化することにより、使用することができる。具体的には、ガラス中のＳｉＯ２の含有量を少なくしたり、Ｒ２Ｏ、ＺｎＯ、Ｂ２Ｏ３の含有量を多くして、ガラスの軟化点を低下させて、発光色変換材料の焼成温度を低下させればよい。
【００３３】
発光色変換部材の発光効率（ｌｍ／Ｗ）は、ガラス中に分散した蛍光体粒子の種類や含有量、及び発光色変換部材の厚みなどによって変化する。蛍光体の含有量と発光色変換部材の厚みは、発光効率が最適になるように調整すればよいが、蛍光体が多くなりすぎると、焼結しにくくなったり、気孔率が大きくなって、励起光が効率良く蛍光体に照射されにくくなったり、発光色変換部材の機械的強度が低下しやすくなるなどの問題を生じる。一方、少なすぎると、十分に発光させることが難しくなる。従って、発光色変換材料における酸化物ガラス粉末と蛍光体粉末の混合割合（酸化物ガラス粉末：蛍光体粉末）は、質量比で、９９．９９：０．０１〜７０：３０の範囲であることが好ましく、より好ましくは９９．９５：０．０５〜８０：２０であり、特に好ましくは、９９．９２：０．０８〜８５：１５の範囲である。
【００３４】
本発明の発光色変換部材は、上記本発明の発光色変換材料を焼成して得られることを特徴としている。
【００３５】
焼成雰囲気としては大気中で焼成してもよいが、さらに緻密な焼結体を得る場合やガラスと蛍光体の反応を少なくする場合には、減圧または真空の雰囲気中、あるいは窒素やアルゴンなどの不活性ガス雰囲気中で焼成することが好ましい。
【００３６】
焼成温度としては、４００〜７５０℃の範囲であることが好ましい。焼成温度が７５０℃より高くなると、蛍光体が劣化したり、ガラスと蛍光体が反応し、発光効率が著しく低下する場合がある。また、焼成温度が４００℃より低くなると、焼結体の気孔率が増加し、光の透過性が低下する場合がある。
【００３７】
本発明の発光色変換部材の気孔率は、発光効率の高い発光色変換部材とするためには、１０％以下とすることが好ましい。気孔率が１０％より高くなると、光の散乱が強くなり、透過する光の量が低下して、発光効率が低下しやすくなる。また、気孔率が１０％より大きくなると、発光色変換部材の機械的強度が著しく低下する傾向にある。気孔率のより好ましい範囲は、８％以下である。本明細書において、気孔率とは、アルキメデス法により測定した実測密度と理論密度に基づき、（１−実測密度／理論密度）×１００（％）の式で求めた値をいう。
【００３８】
本発明の発光色変換材料を焼成し、発光色変換部材を得る際の発光色変換材料の形態は、特に限定されるものではなく、例えば、発光色変換材料の粉末を所望の形状に加圧成型した成型体であってもよいし、ペーストの形態であってもよいし、グリーンシートの形態であってもよい。
【００３９】
ペーストの形態で使用する場合、ガラス粉末及び蛍光体粉末からなる発光色変換材料と共に、結合剤、溶剤等を使用してペースト化することが好ましい。ペースト全体に占める発光色変換材料の割合としては、３０〜９０質量％が一般的である。
【００４０】
結合剤は、乾燥後の膜強度を高め、また柔軟性を付与する成分であり、その含有量は、０．１〜２０質量％程度が一般的である。結合剤としては、ポリブチルメタクリレート、ポリビニルブチラール、ポリメチルメタクリレート、ポリエチルメタクリレート、エチルセルロース、ニトロセルロース等が挙げられ、これらを単独または混合して使用することができる。
【００４１】
溶剤は、材料をペースト化するために用いられ、その含有量は１０〜５０質量％程度が一般的である。溶剤としては、テルピネオール、酢酸イソアミル、トルエン、メチルエチルケトン、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、２，２，４−トリメチル−１，３ペンタジオールモノイソブチレート等が挙げられ、これらを単独または混合して使用することができる。
【００４２】
ペーストの作製は、発光色変換材料、結合剤、溶剤等を用意し、これらを所定の割合で混練することにより行うことができる。
【００４３】
このようなペーストを用いて、無機材料の基材上に発光色変換部材を形成するには、発光色変換部材と同程度の熱膨張係数を有する無機材料の基材を用意し、その基材上にスクリーン印刷法や一括コート法等を用いてペーストを塗布し、所定の膜厚の塗布層を形成した後、乾燥させ、４００〜７５０℃程度で焼成することにより、所定の発光色変換部材を形成することができる。
【００４４】
本発明の発光色変換材料をグリーンシートの形態で使用する場合、グリーンシートは、ガラス粉末及び蛍光体粉末からなる発光色変換材料と共に、結合剤、可塑剤、溶剤等を用いてグリーンシート化する。
【００４５】
グリーンシート中に占める発光色変換材料の割合は、５０〜８０質量％程度が一般的である。
【００４６】
結合剤及び溶剤としては、上記ペーストの調製に用いられるのと同様の結合剤及び溶剤を用いることができる。結合剤の混合割合としては、０．１〜３０質量％程度が一般的であり、溶剤の混合割合としては、１〜４０質量％程度が一般的である。
【００４７】
可塑剤は、乾燥速度をコントロールすると共に、乾燥させた膜に柔軟性を与える成分であり、その含有量は、０〜１０質量％程度が一般的である。可塑剤としは、フタル酸ジブチル、ブチルベンジルフタレート、ジオクチルフタレート、ジイソオクチルフタレート、ジカプリルフタレート、ジブチルフタレート等が挙げられ、これらを単独または混合して使用することができる。
【００４８】
グリーンシートを作製する一般的な方法としては、上記発光色変換材料、結合剤、可塑剤等を用意し、これらに溶剤を添加してスラリーとし、このスラリーをドクターブレード法によって、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のフィルムの上にシート状に成型する。シートを成型した後、乾燥させることによって、有機系溶剤等を除去し、グリーンシートとすることができる。
【００４９】
以上のようにして得られたグリーンシートを用いて、無機材料の基材上に発光色変換部材を形成するには、無機材料の基材上にグリーンシートを積層し、熱圧着して塗布層を形成した後、上述のペーストの場合と同様に、焼成することにより、発光色変換部材とすることができる。
【００５０】
本発明の発光色変換材料の粉末を加圧成型して発光色変換部材とする場合には、ガラス粉末及び蛍光体粉末からなる発光色変換材料に樹脂バインダーを０〜５質量％添加して金型で加圧成型し、予備成型体を作製する。続けて、予備成型体を３００℃以下の温度で脱バインダーを行った後、上述のペーストやグリーンシートと同様に、焼成することにより、発光色変換部材とすることができる。
【００５１】
なお、樹脂バインダーとしては、樹脂の分解終了温度が３００℃以下のものを用いることが望ましく、例えば、ニトロセルロース、ポリイソブチルアクリレート、ポリエチルカーボネート等が挙げられる。これらを単独または混合して使用することができる。
【００５２】
本発明の発光色変換部材としては、例えば、３６０〜５００ｎｍの波長の光を可視光に変換するものが挙げられる。変換特性については、使用する蛍光体の種類により種々調整することが可能である。
【発明の効果】
【００５３】
本発明によれば、化学的に安定で、かつ蛍光体の劣化が少ない発光色変換部材とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５４】
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。
【００５５】
（試料Ｎｏ．１〜１６）
先ず、酸化物ガラス粉末を調製した。表１及び表２に示す組成となるように各ガラス成分を秤量して混合し、この混合物を白金ルツボ中において、表に示す溶融温度で１時間溶融してガラス化し、フィルム状に成型した。フィルム状のガラスをボールミルで粉砕した後、３２５メッシュの篩に通して分級し、酸化物ガラス粉末を得た。得られた酸化物ガラス粉末について、軟化点温度を示差熱分析装置により求め、結果を表１及び表２に示した。
【００５６】
次に、得られた酸化物ガラス粉末と、蛍光体粉末を、表に示す配合比となるように混合し、５質量％の樹脂バインダー（ポリエチルカーボネート）をこれに添加して混合した後、金型で加圧成型して直径１ｃｍのボタン状の予備成型体を作製した。この予備成型体を、表１に示す焼結温度で焼成した後加工し、直径８ｍｍ、厚さ１ｍｍの円盤状の発光色変換部材を得た。
【００５７】
得られた発光色変換部材について、発光スペクトルを測定し、発光効率を計算により求めた。
【００５８】
発光スペクトルは、試料Ｎｏ．１〜８については励起波長４００ｎｍの光を試料の片面に入射し、また、試料Ｎｏ．９〜１６については励起波長４６０ｎｍの光を試料の片面に入射し、その面と反対側の面から発せられた光を汎用の発光スペクトル測定装置を用いて測定した。発光効率は、発光の全光束を積分球を用いて求め、標準比視感度を掛け合わせて光源の電力で除して算出した。発光効率を表１及び表２に示す。
【００５９】
【表１】
【００６０】
【表２】
【００６１】
表１において、試料Ｎｏ．１、３、４、５、７及び８は、本発明に従う実施例であり、試料Ｎｏ．２及び６は酸化物ガラス粉末の軟化点が６５０℃を超えており、比較例である。また、試料Ｎｏ．２は、酸化物ガラス粉末にＮｂ２Ｏ５が含有されておらず、試料Ｎｏ．６は、酸化物ガラス粉末にＴｉＯ２が含まれていない。
【００６２】
表１に示す結果から明らかなように、本発明に従う実施例の試料Ｎｏ．１、３、４、５、７及び８は、高い発光効率を示しているが、軟化点が６５０℃を超えるガラスを用いた比較例の試料Ｎｏ．２及び６においては、高い発光効率が得られていない。
【００６３】
また、表２において、試料Ｎｏ．９〜１５は、本発明に従う実施例であり、試料Ｎｏ．１６は酸化物ガラス粉末の軟化点が６５０℃を超えており、比較例である。また、試料Ｎｏ．１６は、酸化物ガラス粉末にＮｂ２Ｏ５が含まれていない。
【００６４】
表２に示す結果から明らかなように、本発明に従う実施例の試料Ｎｏ．９〜１５は、高い発光効率を示しているが、軟化点が６５０℃を超えるガラスを用いた比較例の試料Ｎｏ．１６においては、高い発光効率が得られていない。尚、試料Ｎｏ．１０の発光効率は、使用可能なレベルであるが、蛍光体粉末の配合割合が多いため、他の実施例に比べ発光効率がやや低い値となった。
【００６５】
（試料Ｎｏ．１７〜３２）
上記実施例と同様に、表３及び表４に示す組成となるように各ガラス成分を混合して、酸化物ガラス粉末を調製し、得られた酸化物ガラス粉末と、表に示す蛍光体粉末を、表に示す配合比で混合して、上記実施例と同様に予備成型体を作製し、これを焼成して発光色変換部材を得た。
【００６６】
得られた各発光色変換部材の発光効率を、上記と同様にして測定すると共に、耐湿性試験を行った。尚、試料Ｎｏ．１７〜２５については励起波長４００ｎｍの光を、試料Ｎｏ．２６〜３２については励起波長４６０ｎｍの光を試料の片面に入射し、発光効率を求めた。耐湿性試験は、発光色変換部材を高温高湿槽にて湿度８５％、温度８５℃の条件下に１００時間放置することにより行った。耐湿性試験後の発光効率を、上記と同様にして測定し、耐湿性試験による発光効率の低下率を求めた。発光効率の低下率は、（１−耐湿性試験後の発光効率／耐湿性試験前の発光効率）×１００（％）の式から算出した。耐湿性試験前の発光効率、耐湿性試験後の発光効率、及び発光効率低下率を表３及び表４に示す。
【００６７】
【表３】
【００６８】
【表４】
【００６９】
表３において、試料Ｎｏ．１７、１９、２０、２１、２４及び２５は、本発明に従う実施例であり、試料Ｎｏ．１８、２２及び２３は比較例である。
【００７０】
上記比較例の各試料は、いずれも軟化点が６５０℃以下であるが、試料Ｎｏ．１８、２２及び２３は、酸化物ガラス粉末中にＮｂ２Ｏ５が含まれておらず、さらに、試料Ｎｏ．２２は酸化物ガラス粉末中にＴｉＯ２も含まれていない。また、試料Ｎｏ．１８は、Ａｌ２Ｏ３及びＢ２Ｏ３を主成分として含むガラス粉末であり、試料Ｎｏ．２２は、Ｂｉ２Ｏ３を主成分として含むガラス粉末であり、試料Ｎｏ．２３は、ＴｅＯ２を主成分として含むガラス粉末である。
【００７１】
表３に示す結果から明らかなように、比較例である試料Ｎｏ．１８、２２及び２３においては、耐湿性試験により発光効率が大幅に低下したが、本発明に従う試料Ｎｏ．１７、１９、２０、２１、２４及び２５においては、発光効率の低下率が低減されており、良好な耐湿性を有し、化学的に安定で、かつ蛍光体の劣化が少なくなっている。
【００７２】
また、表４において、試料Ｎｏ．２６、２７、２８、２９及び３１は、本発明に従う実施例であり、試料Ｎｏ．３０及び３２は比較例である。
【００７３】
上記比較例の各試料は、いずれも軟化点が６５０℃以下であるが、試料Ｎｏ．３０及び３２は、酸化物ガラス粉末中にＮｂ２Ｏ５が含まれておらず、さらに、試料Ｎｏ．３０は酸化物ガラス粉末中にＴｉＯ２も含まれていない。また、試料Ｎｏ．３０は、Ｂｉ２Ｏ３を主成分として含むガラス粉末であり、試料Ｎｏ．３２は、ＴｅＯ２を主成分として含むガラス粉末である。
【００７４】
表４に示す結果から明らかなように、比較例である試料Ｎｏ．３０及び３２においては、耐湿性試験により発光効率が大幅に低下したが、本発明に従う試料Ｎｏ．２６、２７、２８、２９及び３１においては、発光効率の低下率が低減されており、良好な耐湿性を有し、化学的に安定で、かつ蛍光体の劣化が少なくなっている。
【００７５】
以上のことから、本発明に従う発光色変換材料を用いることにより、化学的に安定で、かつ蛍光体の劣化が少ない発光色変換部材が得られることがわかる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化物ガラス粉末と、可視域に発光ピークを有する蛍光体粉末とからなる発光色変換材料であって、
前記酸化物ガラス粉末が、６５０℃以下の軟化点を有し、ＰｂＯを実質的に含まないＳｉＯ２−ＴｉＯ２−Ｎｂ２Ｏ５−Ｒ２Ｏ（ＲはＬｉ、Ｎａ、Ｋ）系ガラスからなることを特徴とする発光色変換材料。
【請求項２】
前記酸化物ガラス粉末が、質量百分率で、ＳｉＯ２：２０〜５０％、Ｌｉ２Ｏ：０〜１０％、Ｎａ２Ｏ：０〜１５％、Ｋ２Ｏ：０〜２０％、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ：１〜３０％、Ｂ２Ｏ３：１〜２０％、ＭｇＯ：０〜１０％、ＢａＯ：０〜１５％、ＣａＯ：０〜２０％、ＳｒＯ：０〜２０％、Ａｌ２Ｏ３：０〜２０％、ＺｎＯ：０〜１５％、ＴｉＯ２：０．０１〜２０％、Ｎｂ２Ｏ５：０．０１〜２０％、Ｌａ２Ｏ３：０〜１５％、ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋Ｌａ２Ｏ３：１〜３０％を含有することを特徴とする請求項１に記載の発光色変換材料。
【請求項３】
前記酸化物ガラス粉末と前記蛍光体粉末の混合割合（酸化物ガラス粉末：蛍光体粉末）が、質量比で９９．９９：０．０１〜７０：３０の範囲であることを特徴とする請求項１または２に記載の発光色変換材料。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の発光色変換材料を焼成して得られることを特徴とする発光色変換部材。
【請求項５】
３６０〜５００ｎｍの波長の光を可視光に変換することを特徴とする請求項４に記載の発光色変換部材。
【請求項１】
酸化物ガラス粉末と、可視域に発光ピークを有する蛍光体粉末とからなる発光色変換材料であって、
前記酸化物ガラス粉末が、６５０℃以下の軟化点を有し、ＰｂＯを実質的に含まないＳｉＯ２−ＴｉＯ２−Ｎｂ２Ｏ５−Ｒ２Ｏ（ＲはＬｉ、Ｎａ、Ｋ）系ガラスからなることを特徴とする発光色変換材料。
【請求項２】
前記酸化物ガラス粉末が、質量百分率で、ＳｉＯ２：２０〜５０％、Ｌｉ２Ｏ：０〜１０％、Ｎａ２Ｏ：０〜１５％、Ｋ２Ｏ：０〜２０％、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ：１〜３０％、Ｂ２Ｏ３：１〜２０％、ＭｇＯ：０〜１０％、ＢａＯ：０〜１５％、ＣａＯ：０〜２０％、ＳｒＯ：０〜２０％、Ａｌ２Ｏ３：０〜２０％、ＺｎＯ：０〜１５％、ＴｉＯ２：０．０１〜２０％、Ｎｂ２Ｏ５：０．０１〜２０％、Ｌａ２Ｏ３：０〜１５％、ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋Ｌａ２Ｏ３：１〜３０％を含有することを特徴とする請求項１に記載の発光色変換材料。
【請求項３】
前記酸化物ガラス粉末と前記蛍光体粉末の混合割合（酸化物ガラス粉末：蛍光体粉末）が、質量比で９９．９９：０．０１〜７０：３０の範囲であることを特徴とする請求項１または２に記載の発光色変換材料。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の発光色変換材料を焼成して得られることを特徴とする発光色変換部材。
【請求項５】
３６０〜５００ｎｍの波長の光を可視光に変換することを特徴とする請求項４に記載の発光色変換部材。
【公開番号】特開２００７−３０２８５８（Ｐ２００７−３０２８５８Ａ）
【公開日】平成１９年１１月２２日（２００７．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１７２３０１（Ｐ２００６−１７２３０１）
【出願日】平成１８年６月２２日（２００６．６．２２）
【出願人】（０００２３２２４３）日本電気硝子株式会社 (1,447)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１１月２２日（２００７．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年６月２２日（２００６．６．２２）
【出願人】（０００２３２２４３）日本電気硝子株式会社 (1,447)
【Ｆターム（参考）】
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